Kezdőlap / Számítástechnika / Hardver / Képérzékelők

Képérzékelők

A képérzékelők legfőbb feladata hogy a fény nagyságát elektromos jellé alakítsák át. Képünk tárgyáról visszavert fény áthalad az optikán és az ND filteren majd megérkezik a képérzékelőre ahol a három alapszín értékére kell felbontani. A képérzékelők valójában világosság érzékelők, csupán a beérkező fény mennyiségét érzékelik, így csak fekete-fehérben látják a világot.
A beérkező fényt először három irányba kell eltérítenünk, majd az egyes fénynyalábokat 1-1 színszűrőn keresztül az érzékelőkbe vezetjük. Most már csak 1 monokromatikus fénysugár érkezik, ami az adott kép egyes képpontjainak az arra a színre jellemző világosságértékeként kerül feldolgozásra.
A modern kézi kamerákban és képalkotó eszközökben kétféle félvezető alapú érzékelő található. Ezek a CMOS és a CCD. Működésük nem máson alapszik, mint a foto elektromos működésen, emiatt a fénysugár szilárdnak tetsző elemi – fotonok – sokasságából áll. Ezek a fotonok a fémnek ütközve elektronokat vonnak ki, ami töltésmegosztást okoz a fémen, vagyis mérhető feszültségszintek jönnek létre. Ez a feszültség szint egyenesen arányos a beérkező fény mennyiségével.

CCD

A CCD jelentése a Charge Coupled Device. Magyarul, Töltéscsatolt eszköz. Nevében van működésének lényege. Az elektródájának ütköző fotonok elektronokat szakítanak ki annak felületéről, ezért mélyebben lévő p-n átmenetben töltésmegoszlás jön létre, kis töltéscsomagok alakulnak ki. Ezt nevezzük foton-elektron átalakításnak.
Ezeket a töltéscsomagokat egy elektródára kapcsolt órajel segítségével a kis „zsebeken” átemelgetve az érzékelő léptetjük. A töltéscsatolás jelensége, amiről az eszköz a nevét kapta. A kameránk GAIN értéke közvetlenül a félvezető lapkáról kilépő analóg feszültség jel erősítését jelenti. Ha kicsi a megvilágítás mértéke ezzel a láthatóságon lehet javítani, de ilyenkor fennáll a veszélye, hogy a képérzékelő túlcsordul és a kép szemcsés lesz. Az erősítés mértéke kameráknál 4 dB-től 18 dB-ig terjedhet.
A CCD-s képérzékelő rendszer két részből épül fel, a foton-elektron átalakítást végrehajtó félvezetős lapkából és a zajszűrést, valamint az erősítést megvalósító nyomtatott áramköri lapból. Ez bonyolultabb gyártási eljárást jelent és megnehezíti a
Képérzékelők méretének tetszőleges csökkentését.

CMOS

A CMOS a Complementary Metal-Oxyde Semiconductor szókapcsolat rövidítése, amely egy félvezető gyártási technológiára utal, az aktív képpont erősítéssel tudnánk a működését legjobban kifejezni. Ez a fotoelektromos hatás elve alapján alakítja át a fényt feszültség jellé.
Míg a CCD-nél a képpontonként olvassák ki a jeleket, a CMOS-nál pedig soronként Ezt egy sor egy oszlopválasztó léptető rendszer hajtja végre két időzítő segítségével.
A képpontok jelének erősítését, zajszűrését és a zajszűrést analóg és digitális átalakítását a félvezetős lapkára integrált mikro áramkörökkel tudták megoldani.
Ennek köszönhetően a CMOS érzékelők méretét a képminőség romlása nélkül tudják csökkenteni, emellett gyártása olcsóbb. Régebben képpontonként való kiolvasása miatt a CMOS érzékelőbb lassabb képalkotást tettek lehetővé a CCD-hez képest, de ma már a probléma megoldódott és csak 1-2 gyártó használ CCD érzékelőket, leginkább CMOS érzékelőkkel találkozhatunk a képalkotó eszközökben.

Kapcsolódó fórumok:

Ezt mindenképpen olvasd el!

A Radeon HD3850 2011-ben is megállja a helyét

Bizonyára sok tesztet és cikket olvastatok erről a fajta videokártyáról néhány éve mikor piacra került, …

Hozzászólás