reklama
reklama
reklama
reklama
reklama
reklama
reklama
© vladimir majkic dreamstime.com Technologie | 01 grudnia 2015

Ewolucja technologii CMOS

Jak wynika z raportu ISSCC, o ile wymagania zwi膮zane z wydajno艣ci膮 CMOS pozostaj膮 takie same, wci膮偶 maleje rozmiar pikseli.
Czujniki obrazu wykorzystuj膮ce technologi臋 CMOS s膮 jedn膮 z najszybciej rozwijaj膮cych si臋 ga艂臋zi przemys艂u p贸艂przewodnikowego. Do ich kluczowych zastosowa艅 nale偶膮 kamery w telefonach kom贸rkowych, cyfrowe kamery i aparaty fotograficzne, kamery wideo, kamery stosowane do monitoringu, umieszczane w samochodach oraz elektronika ubieralna czy gry interaktywne. Wy艣cig post臋puj膮cej miniaturyzacji i coraz lepszej rozdzielczo艣ci trwa od lat, jednak w ostatnim czasie wydaje si臋 nieco zwalnia膰. O ile wymagania zwi膮zane z wydajno艣ci膮 pozostaj膮 takie same, wci膮偶 maleje rozmiar pikseli (Rysunek 1). Na rynku komercyjnym dost臋pne sta艂y si臋 matryce o rozdzielczo艣ci 40 megapikseli, pojawi艂y si臋 te偶 pierwsze sensory dla du偶ych format贸w TV (8K). Rysunek 1: Zmiany rozmiar贸w pikseli w technologiach CMOS, IT-CCD i FT-CCD na przestrzeni lat. Metoda r贸wnoleg艂ego odczytu kolumn, bazuj膮ca na przetwarzaniu potokowym i wielokrotnym pr贸bkowaniu, sta艂a si臋 standardem dla niskoenergetycznych, ultraszybkich, niskoszumowych kamer i aparat贸w. Iluminacja tylna z kolei jest dzi艣 wiod膮c膮 technologi膮 w obrazowaniu w urz膮dzeniach mobilnych, a warstwowe u艂o偶enie matrycy 艣wiat艂oczu艂ej na procesorze CMOS staje si臋 coraz bardziej popularne. Wci膮偶 wzrasta te偶 znaczenie technologii samego przetwarzania sygna艂u cyfrowego, stwarzaj膮c mo偶liwo艣膰 zminimalizowania niedoskona艂o艣ci i zak艂贸ce艅 czujnika oraz skompensowania ogranicze艅 optycznych. Poziom obliczeniowy sensor贸w wzrasta do tysi臋cy operacji na jeden piksel, wymagaj膮c wysoko wydajnych i niskoenergetycznych metod przetwarzania. Technologia HDR (High Dynamic Range) cieszy si臋 obecnie siln膮 pozycj膮 po艣r贸d niskokosztowych metod obrazowania, stosowanych w elektronice konsumenckiej. Technologia ta bazuje na 艂膮czeniu odr臋bnych obraz贸w, jednak nowe prace rozwijaj膮 si臋 w kierunku wyspecjalizowanych architektur rozszerzaj膮cych zakres dynamiczny pojedynczych ekspozycji, co mo偶e pozwoli膰 na wyeliminowanie artefakt贸w ruchowych. Innym rozwi膮zaniem, wprowadzonym w celu usuni臋cia zak艂贸ce艅 zwi膮zanych z ruchem obiekt贸w, jest migawka globalna. W precyzyjnych, naukowych lub medycznych rozwi膮zaniach, ale tak偶e w produktach konsumenckich, stosowane s膮 obecnie matryce fotodetektor贸w SPAD (Single-Photon Avalanche Diode). G艂臋boko submikronowa technologia CMOS SPADs spe艂nia wymagania takie jak wysoka rozdzielczo艣膰 i du偶a dok艂adno艣膰 konwerter贸w TDC (Time-to Digital Converter) oraz ma艂e rozmiary uk艂ad贸w kszta艂towania sygna艂u wizyjnego o lepszym wsp贸艂czynniku wype艂nienia. Tu r贸wnie偶 wykszta艂ci艂a si臋 tendencja umiejscawiania matrycy SPAD na procesorze CMOS. Udzia艂 matryc CCD na rynku zmniejsza si臋 i s膮 one obecnie przypisane mniej popularnym zastosowaniom. Emisja obrazu wysokiej jako艣ci wraz z cyfrowymi kamerami z wy偶szej p贸艂ki ewoluowa艂a z technologii CCD do CMOS (Rysunek 2). Rysunek 2: Tendencje zmian parametr贸w czujnik贸w obrazu; na pionowych osiach kolejno : czu艂o艣膰, pojemno艣膰 studni potencja艂u, wzmocnienie konwersji, w zale偶no艣ci od rozmiaru pojedynczego piksela (o艣 pozioma). 漏 ISSCC Autor: Makoto Ikeda, University of Tokyo, Tokyo, Japan
reklama
reklama
Za艂aduj wi臋cej news贸w
March 20 2019 22:26 V12.5.11-1