सीएमओएस छवि सेंसर उद्योग प्रोफाइल

सीएमओएस (पूरक धातु-ऑक्साइड-सेमीकंडक्टर) चीनी साहित्य में एक पूरक धातु ऑक्साइड सेमीकंडक्टर है। यह कंप्यूटर सिस्टम में एक महत्वपूर्ण चिप है और सिस्टम मार्गदर्शन के लिए सबसे बुनियादी डेटा रखता है। सीएमओएस की विनिर्माण तकनीक सामान्य कंप्यूटर चिप से अलग नहीं है। यह मुख्य रूप से एक अर्धचालक है जो सिलिकॉन और जर्मेनियम के दो तत्वों से बना है जो एन (बैंड-इलेक्ट्रिक) और पी (बैंड + बिजली) ग्रेड के साथ सीएमओएस पर सह-अस्तित्व में रहना संभव बनाता है। अर्धचालक में, इन दो पूरक प्रभावों से उत्पन्न वर्तमान को प्रसंस्करण चिप द्वारा एक छवि के रूप में दर्ज और व्याख्या किया जा सकता है। बाद में, यह पाया गया कि डिजिटल फोटोग्राफी में सीएमओएस को छवि सेंसर के रूप में भी संसाधित किया जा सकता है। सीएमओएस सेंसर को निष्क्रिय पिक्सेल सेंसर (PassivePixelSensorCMOS) और सक्रिय पिक्सेल सेंसर (ActivePixelSensorCMOS) में भी विभाजित किया जा सकता है।

घरेलू और विदेशी प्रमुख सीएमओएस निर्माताओं

सीएमओएस आर एंड डी और उत्पादन कंपनियां अपेक्षाकृत बड़ी हैं, संयुक्त राज्य अमेरिका में 30 से अधिक, यूरोप में 7, जापान में 8, कोरिया में 1 और ताइवान में 8 हैं। वैश्विक नेता एजिलेंट (एचपी) है, जिसका बाजार हिस्सेदारी 51% है, एसटी (वीएलएसआईविजन) 16%, ओमनीविजन 13%, हुंडई 8%, और फोटोबिट लगभग 5% है। ये पांच कंपनियां कुल बाजार हिस्सेदारी के लिए जिम्मेदार हैं। दर 93% तक पहुंच गई।

सीएमओएस छवि सेंसर वर्णक्रमीय संवेदनशीलता

आधुनिक सीएमओएस छवि सेंसर में, एक महत्वपूर्ण विकास प्रवृत्ति यह है कि इसकी वर्णक्रमीय संवेदनशीलता निकट अवरक्त क्षेत्र एनआईआर (लगभग 1,100 एनएम की तरंगदैर्ध्य तक) तक फैली हुई है। आईएम -001 सीएमओएस छवि सेंसर से लैस मोटर वाहन अनुप्रयोगों को धुंध प्रवेश और रात दृष्टि क्षमताओं में सुधार होगा। चूंकि औद्योगिक छवि कैप्चर तकनीक एनआईआर में तरंग दैर्ध्य के साथ अधिक प्रकाश स्रोतों का उपयोग शुरू करती है, और जैव प्रौद्योगिकी इस स्पेक्ट्रल क्षेत्र में दिलचस्प घटनाओं का भी उपयोग कर रही है, नए विकसित आईबीआईएस 5-एई -10000 सेंसर में 700-900 एनएम की एनआईआर संवेदनशीलता है।

उपभोक्ता अनुप्रयोगों के लिए छवि कैप्चर प्रौद्योगिकी में, एक और प्रवृत्ति संकल्प को बढ़ाने के लिए जारी है। 2005 के मध्य तक, लगभग 70% सेल फोन कैमरों में वीजीए प्रारूप संकल्प (640 × 480 पिक्सेल) था; लेकिन फिर 2006 में, कई मिलियन पिक्सेल सेंसर बाजार का 50% पर कब्जा करेंगे, और 2008 तक इसका बाजार हिस्सा 90% से अधिक चढ़ने की उम्मीद है। इस अंत में, साइप्रस ने सेलुलर फोन के लिए 3 मेगापिक्सेल छवि सेंसर विकसित किया है जो ऑटोब्राइट तकनीक का उपयोग करता है, 12-बिट एनालॉग / डिजिटल रूपांतरण कर सकता है, और 72 डीबी की विस्तृत गतिशील रेंज प्रदान करता है, और वर्तमान में 10-बिट एनालॉग / डिजिटल कनवर्टर बाजार में केवल 60 डीबी की गतिशील रेंज है। प्रगतिशील स्कैन मोड में फ्रेम दर प्रति सेकंड 30 फ्रेम तक है, जिससे लाइव वीडियो रिकॉर्डिंग की अनुमति मिलती है।

औद्योगिक और वाणिज्यिक क्षेत्रों में, यह प्रवृत्ति भी स्पष्ट है: साइप्रस ने कोडक डिजिटल कैमरों के लिए 1.3 मेगापिक्सेल / 35 मिमी छवि सेंसर पेश किया है, और एक 6.6 मेगापिक्सेल आईबीआईएस 4-6600 सेंसर दृश्यमान के लिए स्वचालित रीडिंग एड्स में बेहतर गुणवत्ता का प्रदर्शन करने में है खराब - यह एक पूर्ण मानक ए 4 पेज पर उत्कृष्ट रिज़ॉल्यूशन प्रदान करता है।

प्रौद्योगिकी के साथ सिस्टम एकीकरण पारंपरिक असतत कार्यात्मक उपकरणों जैसे सेलुलर फोन, डिजिटल कैमरे, एमपी 3 प्लेयर, और पीडीए (यानी, कॉम्पैक्ट उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स उत्पाद बनने) के त्वरित डिजिटल अभिसरण के कारण, लोगों को कम से कम आंशिक स्वायत्तता होने की उम्मीद है। सेक्स सबसिस्टम एक ही डिवाइस में बेहद व्यापक कार्यक्षमता प्रदान कर सकते हैं। इस प्रवृत्ति का पेशेवर माप प्रौद्योगिकी पर भी असर पड़ेगा: एक पोर्टेबल निरीक्षण उपकरण जिसमें डिजिटल कैमरा, पीडीए यूजर इंटरफेस और डब्ल्यूएलएएन नेटवर्किंग क्षमताओं शामिल हैं, ऑप्टिकल टेस्ट और निगरानी अनुप्रयोगों का दायरा प्रभावी ढंग से विस्तारित किया जाएगा। एक मंच प्रौद्योगिकी के रूप में, सीएमओएस इस प्रवृत्ति को पूरा करता है: सीसीडी छवि कन्वर्टर्स को अभी भी नियंत्रण और एनालॉग / डिजिटल रूपांतरण कार्यों के लिए बाहरी तर्क सर्किट के उपयोग की आवश्यकता होती है, जबकि सीएमओएस मानक तर्क उपकरण सेंसर, नियंत्रक, कन्वर्टर्स और मूल्यांकन सक्षम करते हैं। तर्क सर्किट, आदि सभी एक चिप में एकीकृत कर रहे हैं।

एक सामान्य उदाहरण एक CYIWCSC1300AA चिप के लिए एक छवि कैप्चर सर्किट है जिसे विशेष रूप से उपभोक्ता अनुप्रयोगों की मांग के लिए डिज़ाइन किया गया है। यह एक 1.3 मेगापिक्सेल छवि सेंसर CYIWOSC1300AA पर आधारित है और एक जो त्रुटि इंटरपोलेशन, ब्लैक लेवल एडजस्टमेंट, लेंस सुधार, सिग्नल क्रॉस-टॉक सुधार, रंग मोज़ेक मरम्मत, रंग सुधार, ऑटो एक्सपोजर, शोर दमन, विशेष प्रभाव, और गामा सुधार प्रदान करता है , कई अन्य कार्यात्मक अतिरिक्त सिग्नल प्रोसेसर के बीच। आर्थिक लक्ष्यों और बाजार क्षमता और विकास लागत जैसी बाधाओं के आधार पर अधिक सिस्टम फ़ंक्शंस (स्वायत्त फोटोसेसर सिस्टम तक) को एकीकृत करना संभव है।

आईएमएस रिसर्च के वरिष्ठ बाजार विश्लेषक जॉन मोर्स ने बताया: "औद्योगिक छवि प्रसंस्करण बाजार न केवल तकनीकी स्तर पर बदल गया है, बल्कि निर्माताओं के हाल ही में विलय भी शामिल है। हमें विश्वास है कि यह प्रवृत्ति जारी रहेगी।" तो, फिर साइप्रस पर भी लागू होता है: 1 999 में एमआईटी (मैसाचुसेट्स इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी) में स्थापित एसएमएलकेमेरा टेक्नोलॉजीज इंक, जो साइप्रस ने उपभोक्ता और मोटर वाहन क्षेत्रों में अपनी व्यावसायिक पहुंच बढ़ा दी है; और फिलफैक्टरी के साथ विलय (यह एक ऐसी कंपनी है जो 1 999 में लेवेन, बेल्जियम में मुख्यालय प्रसिद्ध यूरोपीय माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक और नैनो टेक्नोलॉजी रिसर्च सेंटर, आईएमईसी से अलग थी), जिसने साइप्रस को औद्योगिक क्षेत्र में आगे बढ़ाया।

सीएमओएस छवि सेंसर बाजार तेजी से बढ़ रहा है और जल्द ही बड़े पैमाने पर बाजार बन जाएगा। यह अभी भी विनिर्देशों और सिस्टम एकीकरण के संदर्भ में अनुकूलन आवश्यकताओं के एक सेट को पूरा करने के लिए ग्राहक-विशिष्ट डिज़ाइन पर निर्भर करता है। हालांकि, यह तेजी से सार्वभौमिक मानक समाधान प्रदान करेगा। संकल्प, फ्रेम दर, और संवेदनशीलता में वृद्धि, साथ ही साथ लागत में कटौती, अपने आवेदन क्षेत्र का विस्तार जारी रख रही है। इसका एक हिस्सा

सीएमओएस सेंसर पिक्सेल संरचना

निष्क्रिय: निष्क्रिय पिक्सेल संरचना (निष्क्रिय पिक्सेल सेंसर जिसे पीपीएस कहा जाता है), जिसे निष्क्रिय भी कहा जाता है। इसमें एक रिवर्स पक्षपातपूर्ण फोटोोडीड और एक स्विच ट्यूब शामिल है। एक फोटोोडीड अनिवार्य रूप से एक पीएन जंक्शन होता है जिसमें पी-प्रकार अर्धचालक और एन-प्रकार अर्धचालक होता है। यह एक एमओएस संधारित्र के साथ समानांतर में एक विपरीत पक्षपातपूर्ण डायोड के बराबर है। जब स्विच चालू होता है, तो फोटोडीड वर्टिकल कॉलमबस के साथ संचार करता है। कॉलम लाइन के अंत में चार्ज इंटीग्रेटर एम्पलीफायर कॉलम लाइन वोल्टेज निरंतर रखता है। जब फोटोोडीड में संग्रहीत सिग्नल चार्ज पढ़ा जाता है, तो वोल्टेज कॉलम लाइन वोल्टेज पर रीसेट किया जाता है, और साथ ही, ऑप्टिकल सिग्नल के आनुपातिक चार्ज चार्ज आउटपुट में एम्पलीफायर को एकीकृत करने वाले चार्ज द्वारा परिवर्तित किया जाता है।

सक्रिय: सक्रिय पिक्सेल संरचना (सक्रिय पिक्सेल सेंसर। संक्षिप्त के लिए एपीएस), जिसे चित्रा 2 में दिखाया गया है, सक्रिय के रूप में भी जाना जाता है। लगभग उसी समय जब सीएमओएस पीपीएस पिक्सेल संरचना का आविष्कार किया गया था, लोगों को जल्दी ही एहसास हुआ कि एक बफर या पिक्सेल में एम्पलीफायर बेहतर कर सकता है पिक्सेल के प्रदर्शन में सीएमओएस एपीएस में प्रत्येक पिक्सेल में अपना एम्पलीफायर होता है। सतह पर एकीकृत प्रवर्धक ट्रांजिस्टर पिक्सेल तत्व के प्रभावी सतह क्षेत्र को कम कर देता है, "पैकेजिंग घनत्व" को कम करता है, और घटना प्रकाश के 40% से 50% को प्रतिबिंबित करने का कारण बनता है। इस प्रकार के सेंसर के साथ एक और समस्या यह है कि सेंसर के बहु-चैनल एम्पलीफायरों से बेहतर तरीके से मिलान कैसे किया जाए, जिसे निश्चित पैटर्न शोर के अवशिष्ट स्तर को कम करके बेहतर किया जा सकता है। चूंकि सीएमओएस एपीएस पिक्सेल में प्रत्येक एम्पलीफायर केवल इस रीडआउट के दौरान सक्रिय होता है, सीएमओएस एपीएस की बिजली खपत सीसीडी छवि सेंसर की तुलना में छोटी होती है।

कारक भरें: भरने वाले कारक को भरने वाले कारक को भरें, पिक्सेल सतह के सापेक्ष पिक्सेल पर फोटोोडीड के आकार को संदर्भित करता है। एक फोटॉन द्वारा पिक्सेल हिट होने के बाद क्वांटम दक्षता वास्तविक और सैद्धांतिक अधिकतम इलेक्ट्रॉनों के सामान्यीकृत मान को संदर्भित करती है। निष्क्रिय पिक्सेल संरचनाओं में आम तौर पर 70% तक चार्ज भरने का कारक होता है, और इस प्रकार क्वांटम दक्षता अधिक होती है। हालांकि, फोटोडियोड्स थोड़ी मात्रा में चार्ज जमा करते हैं और अव्यवस्था के लिए बहुत संवेदनशील होते हैं। इसके अलावा, पिक्सेल के अंदर कोई संकेत एम्पलीफायर नहीं है, और केवल लंबवत बस समाप्ति एम्पलीफायर का उपयोग किया जाता है। इसलिए, सिग्नल रीड आउट में बड़ी मात्रा में अव्यवस्था होती है, और इसका एस / एन अनुपात कम होता है, और पिक्सेल शोर अलग-अलग स्थितियों (निश्चित पैटर्न शोर एफपीएन) में अलग होता है। और पूरी छवि की गुणवत्ता को प्रभावित करते हैं। निष्क्रिय प्रकार की तुलना में, सक्रिय पिक्सेल संरचना प्रत्येक पिक्सेल पर एम्पलीफायर जोड़ती है और एम्पलीफिकेशन के लिए वोल्टेज में फोटोोडीड के संचित चार्ज को परिवर्तित करती है, जो एस / एन अनुपात में काफी सुधार करती है, जिससे संचरण के दौरान विरोधी हस्तक्षेप में सुधार होता है। क्षमता। हालांकि, क्योंकि एम्पलीफायर बहुत अधिक पिक्सेल क्षेत्र पर कब्जा कर लेता है, इसलिए इसका भरने का कारक अपेक्षाकृत कम है, आमतौर पर 25% -35% के बीच।