Czujnik obrazu CMOS to rodzaj technologii przetwornika obrazu w niektórych aparatach cyfrowych, składający się z układu scalonego, który rejestruje obraz. Możesz myśleć, że czujnik obrazu jest podobny do filmu w starej kamerze filmowej.
Komplementarny czujnik półprzewodnikowy z tlenkiem metalu (CMOS) składa się z milionów czujników pikseli, z których każdy zawiera fotodetektor. Gdy światło wpada do aparatu przez soczewkę, uderza w czujnik obrazu CMOS, który powoduje, że każdy fotodetektor akumuluje ładunek elektryczny w oparciu o ilość światła, które go uderza. Kamera cyfrowa przekształca ładunek w cyfrowy odczyt, który określa moc światła mierzonego przy każdym fotodetektorze, a także kolor. Oprogramowanie używane do wyświetlania zdjęć przekształca te odczyty w pojedyncze piksele, które składają się na zdjęcie, gdy są wyświetlane razem.
CMOS vs. CCD
CMOS korzysta z nieco innej technologii niż CCD, która jest innym typem przetwornika obrazu znajdującym się w aparatach cyfrowych. Więcej aparatów cyfrowych korzysta z technologii CMOS niż CCD, ponieważ przetworniki obrazu CMOS zużywają mniej energii i mogą przesyłać dane szybciej niż CCD. Czujniki obrazu CMOS kosztują nieco więcej niż CCD.
We wczesnych latach aparatów cyfrowych baterie były większe, ponieważ kamery były większe, a więc zwiększone zużycie energii przez CCD nie było poważnym problemem. Ponieważ aparaty cyfrowe zmniejszyły się, wymagając mniejszych baterii, CMOS stał się lepszym rozwiązaniem.
Ponieważ czujniki obrazu stale zwiększają liczbę zapisywanych pikseli, zdolność czujnika obrazu CMOS do szybszego przesuwania danych na chipie i do innych elementów aparatu w porównaniu z matrycą CCD stała się bardziej cenna.
Korzyści z CMOS
Jednym z obszarów, w którym technologia CMOS ma przewagę nad innymi technologiami czujników obrazu, jest wykonywanie zadań na chipie, a nie wysyłanie danych czujnika obrazu do oprogramowania układowego kamery lub oprogramowania w celu wykonania określonych zadań przetwarzania. Na przykład czujnik obrazu CMOS może wykonywać funkcje redukcji szumów bezpośrednio na chipie, co oszczędza czas podczas przenoszenia danych wewnątrz aparatu. Czujnik obrazu CMOS wykona również proces konwersji analogowo-cyfrowy na chipie, którego niektóre czujniki obrazu CCD nie będą w stanie wykonać. Niektóre aparaty wykonają nawet autofokus na matrycy CMOS, co ponownie poprawia ogólną wydajność kamery.
Dalsze udoskonalenia CMOS
Ponieważ producenci kamer przeprowadzili więcej migracji w kierunku technologii CMOS dla czujników obrazu w aparatach fotograficznych, do technologii wprowadzono więcej badań, co doprowadziło do znacznych ulepszeń. Na przykład, podczas gdy czujniki obrazu CCD były tańsze niż CMOS do produkcji, dodatkowe badania skupiły się na czujnikach obrazu CMOS, co pozwoliło obniżyć koszty CMOS.
Jednym z obszarów, w którym nacisk kładziony na badania przyniósł korzyści CMOS, jest technologia w słabym świetle. Czujniki obrazu CMOS wykazują coraz większą zdolność rejestrowania obrazów przyzwoitych wyników przy słabym oświetleniu. Możliwości redukcji szumów w systemie CMOS na bieżąco ulegają zwiększeniu w ostatnich latach, co dodatkowo poprawia zdolność matrycy CMOS do dobrego działania w słabym świetle.
Kolejnym ulepszeniem CMOS było wprowadzenie technologii podświetlanego czujnika obrazu, w której druty przesuwające dane z czujnika obrazu do kamery zostały przesunięte z przodu czujnika obrazu - gdzie zablokowały część światła uderzającego w czujnik - - do tyłu, dzięki czemu sensor obrazu CMOS może działać lepiej w warunkach słabego oświetlenia, zachowując jednocześnie zdolność chipa do przenoszenia danych przy użyciu czujników wysokiej prędkości i obrazu CCD.
