CMOS(相補型金属酸化膜半導体)センサーが主流撮像素子電話からデジタル一眼レフまで、今日のほとんどのデジタルカメラで使用されている技術。

CMOSのコンポーネント

フォトダイオードアレイ
フォトダイオードアレイは、CMOSセンサーを備えたラインに沿った主要な要素です。 このようなすべてのピクセルには、入射した放射線が電力に変換されたときに電流を生成する半導体デバイスである光検出器が含まれています。 光はフォトダイオードによって電荷に変換され、その電荷の大きさが光の強度に印加されます。

トランジスタの役割
CMOSセンサーの各画素の周囲は、フォトダイオード以外のトランジターで構成されています。 トランジスタは、微弱な電気信号を受信して信号を増幅し、ある領域から別の領域に信号を転送する電子機器です。 これらの回路は、フォトダイオードが受信した結果であるアナログ電流をエンコードします。その上で彼らは実行します。

読み出しプロセス
次に、フォトダイオード(センサー)が光を追跡し、電磁電荷に変換します。次の段階は読書です。 各ピクセルにトランジスタを備えた回路は、ブーストされた電荷を受け取り、それらを回路に送り、最終的にプロセッサから出力されるデジタル信号に変換します。 その後のデジタル信号は通常、カメラの画像プロセッサによって処理され、画像が調和します。

ここでは、その仕組みの基本的な概要をご紹介します。

• CMOSセンサーにはフォトサイトのアレイが含まれており、各フォトサイトは感光性フォトダイオードとアクセストランジスタで構成されています。
• 光がフォトダイオードに当たると、光の強度に比例した電荷が発生します。これにより、輝度値を表す電圧が上昇します。
• トランジスタは、電圧値をピクセルごとに「読み出し」、デジタルデータに変換するために使用されます。
• オンチップのA/Dコンバータ(ADC)は、ピクセル電圧をデジタル画像として処理できる数値に変換します。
• CMOSイメージセンサーは、CCDチップとは異なり、センサー自体で直接センシング、デジタル化、その他の機能を行います。
• これにより、CMOSセンサーは、ビデオ録画などのタスクのために特定のピクセルにアクセスし、他のピクセルを非アクティブにして電力を節約できますr.

要するに、CMOSセンサーは光子を電圧値に変換し、それをデジタル化してデジタル写真として処理することができます。この技術は、高性能、低消費電力、半導体製造の互換性により広く普及しています。

よくある質問(FAQ):

Q:CMOSセンサーとCCDセンサーの違いは何ですか?

A: CCDセンサーはオフチップ処理が必要ですが、CMOSはそれをオンチップに統合しているため、CMOSセンサーの消費電力の削減やセンサー上の機能の増加など、より優れたパフォーマンスが可能になります。

結論

CMOSセンサー内の基本的な光電変換およびデジタル変換プロセスを理解することで、CMOSセンサーが今日のデジタルカメラを動かす最もユビキタスなイメージセンサー技術である理由についての洞察が得られます。オンチップ設計により、CCDよりも重要な利点が得られるため、CCDが広く選択されています。