Ένας αισθητήρας εικόνας CMOS είναι ένας τύπος τεχνολογίας αισθητήρα εικόνας μέσα σε κάποιες ψηφιακές φωτογραφικές μηχανές, που αποτελείται από ένα ολοκληρωμένο κύκλωμα που καταγράφει μια εικόνα. Μπορείτε να σκεφτείτε τον αισθητήρα εικόνας ως παρόμοιο με την ταινία σε μια παλιά φωτογραφική μηχανή.
Ο συμπληρωματικός αισθητήρας ημιαγωγού μεταλλικού οξειδίου (CMOS) αποτελείται από εκατομμύρια αισθητήρες pixel , ο καθένας από τους οποίους περιλαμβάνει φωτοανιχνευτή. Καθώς το φως εισέρχεται στη φωτογραφική μηχανή μέσω του φακού, χτυπάει τον αισθητήρα εικόνας CMOS, ο οποίος αναγκάζει κάθε φωτοανιχνευτή να συσσωρεύσει ένα ηλεκτρικό φορτίο με βάση την ποσότητα φωτός που τον χτυπά. Η ψηφιακή κάμερα α μετατρέπει στη συνέχεια το φορτίο σε ψηφιακή ένδειξη, η οποία καθορίζει την ισχύ του φωτός που μετριέται σε κάθε φωτοανιχνευτή, καθώς και το χρώμα. Το λογισμικό που χρησιμοποιείται για την εμφάνιση φωτογραφιών μετατρέπει αυτές τις αναγνώσεις στα μεμονωμένα pixel που συνθέτουν τη φωτογραφία όταν εμφανίζονται μαζί.
CMOS Vs. CCD
Το CMOS χρησιμοποιεί μια ελαφρώς διαφορετική τεχνολογία από τη CCD, η οποία είναι ένας άλλος τύπος αισθητήρα εικόνας που βρίσκεται σε ψηφιακές φωτογραφικές μηχανές. Περισσότερες ψηφιακές κάμερες χρησιμοποιούν τεχνολογία CMOS από τη CCD, επειδή οι αισθητήρες εικόνας CMOS χρησιμοποιούν λιγότερη ενέργεια και μπορούν να μεταδίδουν δεδομένα ταχύτερα από το CCD. Οι αισθητήρες εικόνας CMOS τείνουν να κοστίζουν λίγο περισσότερο από το CCD.
Στις πρώτες μέρες των ψηφιακών φωτογραφικών μηχανών, οι μπαταρίες ήταν μεγαλύτερες επειδή οι κάμερες ήταν μεγαλύτερες και έτσι η αυξημένη κατανάλωση ισχύος του CCD δεν αποτελούσε σημαντική ανησυχία. Αλλά καθώς οι ψηφιακές φωτογραφικές μηχανές συρρικνώθηκαν σε μέγεθος, απαιτώντας μικρότερες μπαταρίες, η CMOS έγινε καλύτερη επιλογή.
Και καθώς οι αισθητήρες εικόνας έχουν δει συνεχώς την αύξηση του αριθμού των pixel που καταγράφουν, η ικανότητα ενός αισθητήρα εικόνας CMOS να μετακινεί τα δεδομένα ταχύτερα στο τσιπ και σε άλλα εξαρτήματα της φωτογραφικής μηχανής έναντι του CCD έχει γίνει πιο πολύτιμη.
Οφέλη από το CMOS
Ένας τομέας όπου η CMOS έχει πραγματικά πλεονέκτημα έναντι άλλων τεχνολογιών αισθητήρων εικόνας είναι στα καθήκοντα που μπορεί να εκτελέσει με τσιπ, αντί να αποστέλλει δεδομένα αισθητήρα εικόνας στο υλικολογισμικό ή το λογισμικό της φωτογραφικής μηχανής για ορισμένες εργασίες επεξεργασίας. Για παράδειγμα, ένας αισθητήρας εικόνας CMOS μπορεί να πραγματοποιήσει δυνατότητες μείωσης θορύβου απευθείας στο τσιπ, πράγμα που εξοικονομεί χρόνο κατά τη μεταφορά δεδομένων μέσα στην κάμερα. Ο αισθητήρας εικόνας CMOS θα εκτελέσει επίσης διαδικασίες αναλογικής προς ψηφιακής μετατροπής στο τσιπ, κάτι που οι αισθητήρες εικόνας CCD δεν μπορούν να εκτελέσουν. Ορισμένες κάμερες θα εκτελέσουν ακόμη και τη λειτουργία αυτόματης εστίασης στον αισθητήρα εικόνας CMOS, γεγονός που βελτιώνει και πάλι τις συνολικές ταχύτητες λειτουργίας της μηχανής.
Συνεχιζόμενες βελτιώσεις στο CMOS
Καθώς οι κατασκευαστές φωτογραφικών μηχανών έχουν μεταναστεύσει περισσότερο προς την τεχνολογία CMOS για αισθητήρες εικόνας σε φωτογραφικές μηχανές, έχουν γίνει περισσότερες έρευνες στην τεχνολογία, με αποτέλεσμα την ισχυρή βελτίωση. Για παράδειγμα, ενώ οι αισθητήρες εικόνας CCD ήταν φθηνότεροι από την CMOS για κατασκευή, η πρόσθετη εστίαση της έρευνας στους αισθητήρες εικόνας CMOS επέτρεψε να μειωθεί το κόστος της CMOS.
Ένας τομέας όπου αυτή η έμφαση στην έρευνα έχει επωφεληθεί CMOS είναι στην τεχνολογία χαμηλού φωτισμού. Οι αισθητήρες εικόνας CMOS συνεχίζουν να παρουσιάζουν βελτίωση στην ικανότητά τους να καταγράφουν εικόνες με αξιοπρεπή αποτελέσματα στη φωτογραφική μηχανή χαμηλού φωτισμού. Οι δυνατότητες μείωσης θορύβου σε CMOS του CMOS αυξάνονται σταθερά τα τελευταία χρόνια, βελτιώνοντας περαιτέρω την ικανότητα του αισθητήρα εικόνας CMOS να αποδίδει καλά σε συνθήκες χαμηλού φωτισμού.
Μια άλλη πρόσφατη βελτίωση της CMOS ήταν η εισαγωγή τεχνολογίας οπίσθιου φωτισμένου αισθητήρα εικόνας, όπου τα καλώδια που μεταφέρουν δεδομένα από τον αισθητήρα εικόνας στην κάμερα μετακινήθηκαν από το μπροστινό μέρος του αισθητήρα εικόνας - όπου μπλοκάρουν μερικά από τα φώτα που έπληξαν τον αισθητήρα - - στην πλάτη, καθιστώντας τον αισθητήρα εικόνας CMOS ικανό να αποδίδει καλύτερα σε χαμηλό φωτισμό, διατηρώντας παράλληλα την ικανότητα του τσιπ να μετακινεί δεδομένα σε αισθητήρες εικόνας υψηλής ταχύτητας έναντι CCD.