milan macko n.
Download
Skip this Video
Loading SlideShow in 5 Seconds..
CCD vs. APS-CMOS PowerPoint Presentation
Download Presentation
CCD vs. APS-CMOS

Loading in 2 Seconds...

play fullscreen
1 / 17

CCD vs. APS-CMOS - PowerPoint PPT Presentation


  • 153 Views
  • Uploaded on

Milan Macko. CCD vs. APS-CMOS. CCD – Charge-Coupled Device. 1969 – Willard Boyle a George Smith – Bellové laboratóriá (7. október 2009 dostali Nobelovu Cenu za Fyziku) Princíp činnosti: vnútorný fotoelektrický efekt. Architektúra a princíp činnosti. Kvantová účinnosť:

loader
I am the owner, or an agent authorized to act on behalf of the owner, of the copyrighted work described.
capcha
Download Presentation

PowerPoint Slideshow about 'CCD vs. APS-CMOS' - kaz


An Image/Link below is provided (as is) to download presentation

Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author.While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server.


- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Presentation Transcript
ccd charge coupled device
CCD – Charge-Coupled Device

1969 – Willard Boyle a George Smith – Bellové laboratóriá

(7. október 2009 dostali Nobelovu Cenu za Fyziku)

Princíp činnosti: vnútorný fotoelektrický efekt

architekt ra a princ p innosti
Architektúra a princíp činnosti

Kvantová účinnosť:

Zachytávajú 70% dopadajúceho svetla – film iba 2%

  • Architektúry:
  • - full-frame
  • - frame-transfer
  • - interline
princ p innosti
Princíp činnosti

Pozostáva z troch častí:

Príprava CCD, Expozícia obrazu, Spracovanie informácie

  • Príprava CCD: vymazanie zvyškov predošlého obrazu
  • Expozícia obrazu: otvorenie uzávierky a prísun svetla na CCD čip, nastáva vnútorný fotoelektrický efekt (pixely sú ohraničené zvislými čiarami):
princ p innosti1
Princíp činnosti
  • Spracovanie informácie:
line rne a plo n ccd sn ma e
Lineárne a plošné CCD snímače

Lineárne CCD snímače: čítačky čiarových kódov, fax, skener

Plošné CCD snímače: fotoaparáty a videokamery

sn manie farebn ho obrazu
Snímanie farebného obrazu

Dve metódy:

  • Použitie 3 CCD snímačov s farebnými filtrami RGB
  • Použitie 1 CCD snímača s RGB filtrami pred každým pixelom
  • 1. Metóda: používaná v profesionálnych zariadeniach

dichroic beam splitter

sn manie farebn ho obrazu1
Snímanie farebného obrazu
  • 2. metóda:
  • Umiestnenie farebných filtrov (RGB) pred pixely – tzv. Bayerovské usporiadanie (Bryce Bayer z Eastman Kodak – patent v roku 1976)
  • Využíva faktu, že oko je najcitlivejšie na žlto-zelenú farbu
  • Zvyšovanie efektívnej plochy pomocou mikrošošoviek

Bayerovské usporiadanie RGB filtrov pred pixelmi

vlastnosti a chyby ccd sn ma ov
Vlastnosti a chyby CCD snímačov

Veľkosť CCD:

  • Porovnáva sa s kinofilmovým políčkom
  • Rozlíšenie sa udáva v megapixeloch

Dynamický rozsah:

Limitovaný kapacitou bunky a hladinou šumu bunky

vlastnosti a chyby ccd sn ma ov1
Vlastnosti a chyby CCD snímačov

Šum: spôsobený tepelnými pohybmi atómov v mriežke polovodiča, negatívne ovplyvňuje dynamický rozsah snímača (4 – 5 expozičných stupňov – kinofilm: 6 – 7)

Potlačenie:

  • Schladenie snímača

(tekutý dusík)

  • Zväčšenie buniek snímača

Citlivosť:

  • Zosilnenie výsledného

signálu pomocou zosilňovača

  • Udáva sa v číslach ISO

( pr. ISO 50 – ISO 12800)

  • Ekvivalent s kinofilmom
vlastnosti a chyby ccd sn ma ov2
Vlastnosti a chyby CCD snímačov

Problém: hlinikové elektródy na povrchu snímača, efektívna plocha sa zväčšuje použitím mikrošošoviek

Mikrošošovky: vzniká problém vinetácie

vlastnosti a chyby ccd sn ma ov3
Vlastnosti a chyby CCD snímačov

Vinetácia:

Stmavnutie na okrajoch obrazu

Je spôsobená mikrošošovkami umiestnenými nad pixelmi

cmos complementary metal oxide semiconductor
CMOS – Complementary Metal-Oxide-Semiconductor

Elektronický integrovaný obvod, ktorý sa využíva aj ako obrazový snímač

Výhody: redukcia šumu, nízka spotreba energie, vyššia hustota prvkov na čipe a nižšie náklady na výrobu

Frank Wanlass (Fairchild Semiconductor) - 1963

CMOS APS snímač

active pixel sensor aps
Active Pixel Sensor - APS

Pojem APS definoval Tsutomu Nakamura (Olympus) a Eric Fossum v roku 1993

Výhodou je schopnosť zachytávať a súčasne spracovávať obrazovú informáciu priamo

pomoocu integrovaného obvodu

stavba pixelu
Stavba pixelu:
  • JFET photogate/pinned

photodiode

  • Transfer gate
  • Reset gate
  • Source-follower readout T
  • 3T (3 tranzistory)

MRST, MSF, MSEL

  • Napájania

VRST, VDD

  • Farebné snímanie:

Pomocou troch vrstiev,

alebo využívajúc bayerovo

usporiadanie RGB filtrov

ccd vs cmos
CCD vs. CMOS

CMOS APS snímač

CCD snímač