Cmos

CMOS

CMOS este, ca si CCD, o tehnologie pe baza de siliciu si are proprietati

fundamentale relativ similare din punct de vedere al sensitivitatii in spectrul vizibil

si aproape de infrarosu [12][24][87][104][142][206][207]. Ambele tehnologii

convertesc lumina incidenta sub forma de fotoni in sarcini electrice sub forma de

electroni. Senzorii color pot fi fabricati in ambele tehnologii, in mod normal, prin

adaugarea la fiecare pixel a unor filtre de culoare (de exemplu rosu, verde si

albastru). Tehnologia CMOS este o tehnologie de tip semiconductor metal - oxid si

este arhitectura cea mai folosita pentru tehnica de calcul, unitati centrale si module

de memorie. Senzorii de imagine CMOS (figura 2.13) performanti folosesc tehnica

APS (active pixel) care a fost dezvoltata la NASA Jet Propulsion Laboratory la

mijlocul anilor 1990

Senzorii CCD sunt produsi pe linii de fabricatie specializate pe care nu se

pot produce alte circuite integrate ceea ce creste pretul de cost. Alte linii de

fabricatie folosesc tehnologia CMOS Complementary Metal Oxide Semiconductor

pentru circuite integrate pentru procesoare si memorii. De exemplu procesorul

Pentium III contine 10 milioane de elemente active de acest tip. Fabricand senzori

de imagine pe astfel de linii de fabricatie conduce la scaderea importanta a costului.

Proiect: Determinarea caldurii de formare a cristalohidratului din sare dehidratata Proiect: Simboluri chimice - element chimic se numeste simbol chimic

Trebuie precizat ca aici termenul CMOS se refera la modalitatea de fabricatie si nu

la o tehnologie specifica pentru senzori.

Exista doua variante de baza pentru senzorii de imagine CMOS:

! Pasivi

! Activi.

PPS (Passive pixel sensors) a fost prima varianta dezvoltata in anii 1960. La

nivelul zonelor fotosensibile lumina sub forma de fotoni este convertita in sarcini,

adica electroni. Sarcina acumulata pe timpul expunerii, integrarii, este citita si

amplificata. Senzorii sunt mici, atat cat sa permita expunerea zonei fotosensibile si

sa includa conexiunile. Problema majora o constituie, la acest tip se senzori,

zgomotul materializat intr-o retea pe fundalul imaginii. Pentru a inlatura acest

zgomot de fond sunt necesare etape de prelucrare suplimentare.

APS (Active pixel sensors) reduce exact zgomotul amintit pentru varianta

pasiva. Circuite specializate la nivelul fiecarui pixel determina si anuleaza

zgomotul aparut. De la aceste circuite active vine si numele tehnologiei.

Performatele acestei variante de tehnologie CMOS se apropie de performatele

oferite de tehnologia CCD si permit realizarea de senzori de mare dimensiune si

inalta rezolutie.

Tehnologia CMOS permite includerea in cipul senzorului a unor functii

suplimentare (inclusiv pentru micsorarea jitterului si stabilizarea imaginii sau

compresia imaginii, pe langa cele amintite anterior) care necesita cipuri

suplimentare la CCD. In aceasta tehnologie se poate comuta rapid intre achizitia de

imagini (fotografii) si achizitia de secvente video (filme). Trebuie subliniat ca in

acest ultim caz ramane de rezolvat, la nivelul calculatorului cu care este cuplata

camera, problema memorarii in timp real a volumului mare de informatie asociat

secventelor video. Prin prezenta circuitelor suplimentare de eliminare a zgomotelor

se micsoreaza procentul zonelor influentate de lumina din suprafata totala a

circuitului (fill factor - procentul de acoperire). In acest fel sensitivitatea la lumina

scade si apar probleme legate de calitatea imaaginilor achizitionate in conditii de

lumina putina. Situatia se poate corecta, extern, prin prezenta surselor de lumina de

tip flash si prin marirea timpului de expunere. Din punct de vedere tehnologic,

intern, se recurge la introducerea de microlentile pentru fiecare pixel, pentru a

aduna mai multa lumina, si la reducerea circuitelor suplimentare.

Pentru ca senzorii CMOS au un nivel de zgomot mai mare decat senzorii

CCD este nevoie de un timp de procesare mai mare intre doua imagini. Se pot

folosi pentru aceasta procesoare de semnal (DSP) specilizate. Pretul este un avantaj

major pentru CMOS ceea ce determina tendinta de a indrepta cercetarile in directia

producerii unor astfel de senzori si de a le imbunatatii performantele