Xem mẫu

  1. CCD/CMOS sensor ây là b c m bi n ánh sáng n m trong máy nh k thu t s có tác d ng chuy n ánh sáng thu nh n t môi trư ng bên ngoài sang tín hi u i n t . CCD bao g m hàng tri u t bào quang i n, m i t bào có tác d ng thu nh n thông tin v t ng i m nh (Pixel có th thu ư c m u s c, máy nh k thu t s s d ng b l c m u (color filter) trên m i t bào quang i n. Các tín hi u i n t thu ư c trên m i t bào quang i n s ư c chuy n i thành tín hi u k thu t s nh b chuy n i ADC (Analog to digital converter). Vào th i i m hi n t i có hai lo i b c m bi n ánh sáng : CCD (Charged Couple Device) và CMOS (Complimentary metal-oxide). Giá thành s n xu t CCD thư ng t hơn so v i CMOS, nguyên nhân ch y u là do CCD òi h i ph i có dây chuy n s n xu t riêng trong khi có th s d ng dây chuy n s n xu t chip, b ng m ch thông thư ng s n xu t CMOS CCD/CMOS sensor Như m t máy nh bình thư ng, m t máy nh s có m t th u kính và m t c a tr p cho phép ánh sáng i qua. Nhưng có m t i m khác là ánh sáng tác d ng lên m t m ng c a nh ng t bào quang i n ho c nh ng ô c m quang thay cho phim. M ng t bào quang i n là m t con chip kho ng 6-11 mm chi u ngang. M i b c m bi n hình nh là m t thi t b tích i n (Charged Couple Device - CCD), nó chuy n i ánh sáng thành i n tích. S tích i n ư c lưu dư i d ng thông tin tương t r i ư c s hoá b i m t thi t b khác g i là b bi n i tương t -s (Analogue to Digital Converter - ADC). M i ph n t quang i n trong m ng c a hàng ngàn ph n t , t o ra m t pixel và m i pixel ch a m t vài thông tin ư c lưu gi . M t s máy nh s s d ng b c m bi n hình nh b ng chip CMOS (Complementary Metal Oxide
  2. Semiconductor). Cái tên này liên quan t i quá trình b c m bi n ó ư c làm như th nào. Quá trình này cũng gi ng quá trình s n xu t hàng lo i DRAM và nh ng b vi x lý nên b c m bi n CMOS r hơn và d làm hơn nhi u so v i b c m bi n CCD. Nh ng l i th khác c a b c m bi n CMOS là chúng tiêu th ít i n hơn và có th k t h p nh ng m ch khác trên cùng con chip ó. Nh ng tính năng b sung c a lo i chip này có th bao g m b chuy n i tương t –s , tính năng i u khi n camera, nén hình nh hay ch ng rung. Tuy nhiên, nh ng m ch b sung này s d ng không gian mà bình thư ng ư c s d ng cho thi t b o sáng. i u này làm cho b c m bi n kém nh y sáng hơn, t o ra nh ng b c nh ch t lư ng th p hơn khi ch p trong nhà ho c trong nh ng i u ki n thi u sáng khác. Nói tóm l i, nh ng máy nh dùng chip CMOS nh hơn, nh hơn, r hơn và tiêu th ít i n hơn, nhưng s ph i hy sinh m t chút ch t lư ng hình nh. So sánh chíp CCD và CMOS Trư c ây, các máy nh, máy quay video k thu t s dùng chip c m bi n ánh sáng CMOS là lo i r ti n, ch t lư ng kém nên d n d n chip CMOS ư c thay b ng CCD. Th nhưng nay, nh ng máy m i nh t, t ti n nh t l i ư c tr nh tr ng qu ng cáo là dùng chip CMOS. Khi ch n mua máy nh ho c máy quay video k thu t s , a s ngư i dùng u chú ý vào s ch m (s i m nh t i a mà máy h tr ư c, thư ng g i là mega-pixel) mà quên i nh ng thông s khác.
  3. Th t ra, s i m nh t i a ó ph thu c h n vào chip c m bi n hình nh trang b trong máy. Có th nói, chip c m bi n hình nh s quy t nh n ph n l n ch c năng c a máy, như: nét c a hình nh, nh y sáng, năng lư ng i n tiêu th ... Vì v y nó còn ư c ví là “trái tim c a máy nh s ”. Hi n nay, trên th trư ng, ngoài các máy nh, máy quay k thu t s s d ng chip c m bi n hình nh CCD, ã b t u xu t hi n d n lo i dùng chip c m bi n CMOS. th i i m hi n t i, lo i máy dùng chip c m bi n CMOS ang th ng th trên th trư ng cao c p so v i lo i máy dùng chip c m bi n CCD. S tr l i ngo n m c c a CMOS Trư c ây, chip c m bi n CMOS ư c trang b trong các thi t b r ti n ( i n tho i, camera k thu t s , PDA...) do nh y sáng th p, hình nh thu ư c không s c nét... Vì v y, trong m t th i gian dài nó không ư c các nhà s n xu t máy nh s quan tâm. Trong khi ó, m c dù t ti n hơn so v i chip c m bi n CMOS nhưng nh kh năng vư t tr i v m i m t ( nh y sáng cao, tái hi n nh v i phân gi i l n, s c nét...), chip c m bi n CCD ư c các nhà s n xu t máy nh và máy quay video k thu t s phát tri n qua hàng lo t dòng s n ph m và gi vai trò c tôn v công ngh . Tư ng ch ng chíp c m bi n CMOS s rơi vào s quên lãng, và không có kh năng ch y ua cùng CCD. Nhưng kỳ di u thay, n năm 2000, nó t ng t tr i d y và gây ti ng vang b ng chi c máy nh s chuyên nghi p EOS D30 c a hãng Canon v i kh năng c m bi n n 3,2 tri u i m nh. Hai năm sau, năm 2002, CMOS ã th t s th hi n ư c th m nh c a mình qua phiên b n nâng c p c a EOS D30, ó là EOS D60 v i kh năng c m bi n lên 6 tri u i m nh. ây là m t cu c l i ngư c dòng ngo n m c c a CMOS khi n h u h t các nhà s n xu t ang eo u i CCD ph i suy nghĩ.
  4. Ch c n vài tháng sau ó, Kodak ã tung ra ngay dòng máy Kodak DSC 14n v i 14 tri u i m nh nh vào chip c m bi n CMOS th h m i. Còn Canon ti p t c phát tri n chip CMOS và tung ra dòng máy Canon EOS 1Ds v i 11 tri u i m nh. n lúc này, CMOS ã vư t qua CCD v nh y sáng, phân gi i, ch t lư ng hình nh... nhưng c bi t là chi phí không cao n m c như nhi u ngư i nghĩ. Cách làm vi c c a CMOS và CCD Nhi m v c a chip c m bi n là b t ánh sáng khi c a tr p ư c m và chuy n chúng thành các i n t ; sau ó, các i n t này ư c chuy n thành i n áp; cu i cùng i n áp chuy n sang d ng tín hi u s . CCD g m m t m ng lư i các i m b t sáng ư c ph b ng l p b c màu ( - red, ho c xanh l c - green, ho c xanh dương - blue), m i i m nh ch b t m t màu. Do ó, khi ch p nh (c a tr p m ), ánh sáng qua ng kính và ư c lưu l i trên b m t chíp c m bi n dư i d ng các i m nh. M i i m nh có m t m c i n áp khác nhau s ư c chuy n n b ph n c giá tr theo t ng hàng. Giá tr m i i m nh s ư c khu ch i và ưa vào b chuy n i tín hi u tương t sang tín hi u s , cu i cùng vào b x lý tái hi n hình nh ã ch p. Chính quá trình c thông tin th c hi n theo t ng hàng ã làm cho t c x lý nh ch m, r i thi u ho c th a sáng. Các nhà nghiên c u ã tính n vi c trang b thêm b c nh b sung xen k vào các i m b t sáng c t t c các thông tin i m nh trong m t l n nhưng i u này b t bu c ph i tăng không gian c a chip c m bi n, do v y mà không kh thi v m i m t. Chính cái i u mà các nhà nghiên c u mu n b sung cho CCD thì CMOS l i có s n, b i c nh m i i m b t sáng ã có s n m ch i n b tr d dàng tích h p ngay quá trình x lý i m nh. V i c u trúc này, m i i m nh s ư c x lý
  5. ngay t i ch và ng lo t truy n tín hi u s v b x lý tái hi n hình nh ã ch p nên t c x lý s nhanh hơn r t nhi u. M t ưu i m n a mà c u trúc này mang l i là có th cung c p ch c năng tương tác m t vùng i m nh (như phóng to m t ph n nh) cho ngư i s d ng, i u mà chíp c m bi n CCD khó làm ư c. V i kh năng b tr nhi u như v y nhưng chip c m bi n CMOS l i tiêu th ít năng lư ng hơn chip c m bi n CCD, c ng v i nhi u y u t khác mà giá thành s n xu t chip CMOS th p. th h u c a chíp c m bi n CMOS, nhi u t o ra do vi c khu ch i i m nh là áng k , làm cho nh ch p ư c không m n. i m y u này ã ư c c i thi n th h sau ó b ng vi c c hai l n i m nh (l n 1 c giá tr b t sáng, l n2 c giá tr c a m ch b tr ; sau ó th c hi n phép tr ) và b ng vi th u kính làm ánh sáng “rơi” vào úng v trí b t sáng. 5 ưu i m c a chip c m bi n CMOS Khi so sánh gi a chip c m bi n CCD và chip c m bi n CMOS, ngư i ta thư ng nêu ra ngay 5 ưu i m c a CMOS: - nh y sáng cao, phân gi i cao. - i n năng tiêu th ít, kéo dài th i gian dùng pin. - Ít b nhi u. -T c x lý nh ch p c c nhanh. - Tích h p nhi u ch c năng tương tác trên nh ch p. V i nh ng ưu th vư t tr i c a chip c m bi n CMOS th h m i, b n d nh n th y ư c dòng máy nh, máy quay k thu t s dùng chip CMOS t s có nhi u ch c năng, c v kh năng x lý l n ti n ích kèm theo. Tuy nhiên, hi n nay trên th trư ng, dòng máy dùng chip c m bi n CMOS thư ng là dòng chuyên nghi p hay bán chuyên nghi p, a s là máy quay video (g n ây cũng ã có máy nh bán chuyên nghi p dùng chip CMOS c a Canon),
  6. nên giá ti n có th s vư t quá kh năng c a ngư i dùng mua máy nh ph c v cho nhu c u c a cá nhân, gia ình. Do v y, máy nh dùng chip CCD v n còn chi m lĩnh th trư ng ph thông trong th i gian trư c m t.