CMOS চিত্র সেন্সর শিল্প প্রফাইল

CMOS (সম্পূরক মেটাল-অক্সাইড-অর্ধপরিবাহী) চীনা সাহিত্যের একটি পরিপূরক ধাতু অক্সাইড অর্ধপরিবাহী। এটি কম্পিউটার সিস্টেমে একটি গুরুত্বপূর্ণ চিপ এবং সিস্টেম নির্দেশিকা জন্য সবচেয়ে মৌলিক তথ্য ঝুলিতে। CMOS এর উত্পাদন প্রযুক্তি কোন সাধারণ কম্পিউটার চিপের থেকে ভিন্ন নয়। এটি মূলত সিলিকন ও জার্মেনিয়ামের দুটি উপাদান তৈরি করে একটি সেমিকন্ডাক্টর যা এটি N (ব্যান্ড-ইলেকট্রিক) এবং পি (ব্যান্ড + বিদ্যুৎ) গ্রেডগুলির সাথে CMOS- এর সাথে একত্রিত করা সম্ভব করে। সেমিকন্ডাক্টরগুলিতে, এই দুটি সম্পূরক প্রভাব দ্বারা উত্পন্ন বর্তমান একটি চিত্র হিসাবে প্রক্রিয়াকরণের চিপ দ্বারা রেকর্ড এবং ব্যাখ্যা করা যায়। পরে, এটি পাওয়া যায় যে সিএমওএস ডিজিটাল আলোকচিত্রের একটি ইমেজ সেন্সর হিসাবে প্রক্রিয়া করা যেতে পারে। CMOS সেন্সরগুলি প্যাসিভ পিক্সেল সেন্সর (প্যাসিভ পিক্সেল সেন্সর সিএমওএস) এবং সক্রিয় পিক্সেল সেন্সর (অ্যাক্টিভ পিক্সেল সেন্সর সিএমওএস) -এ বিভক্ত করা যায়।

অভ্যন্তরীণ এবং বিদেশী প্রধান CMOS নির্মাতারা

CMOS R & D এবং উত্পাদন কোম্পানি অপেক্ষাকৃত বৃহৎ, যুক্তরাষ্ট্রে 30 টিরও বেশি, ইউরোপের 7 টি, জাপানে 8 টি, কোরিয়াতে 1 এবং তাইওয়ানে 8 টি। গ্লোবাল নেতা Agilent (এইচপি), যা 51% একটি বাজার অংশ, এসটি (ভিএলএসআইভিশন) 16%, OmniVision 13%, হুন্ডাই 8%, এবং ফোটোব্যাট প্রায় 5%। এই পাঁচ কোম্পানি মোট বাজার অংশ জন্য অ্যাকাউন্ট। হার পৌঁছেছেন 93%

CMOS ইমেজ সেন্সর বর্ণালী সংবেদনশীলতা

আধুনিক সিএমওএস ইমেজ সেন্সরগুলিতে, একটি গুরুত্বপূর্ণ উন্নয়ন প্রবণতা হল যে তার বর্ণালী সংবেদনশীলতা কাছাকাছি-ইনফ্রারেড অঞ্চল NIR (প্রায় 1,100 এনএম) একটি তরঙ্গদৈর্ঘ্য পর্যন্ত প্রসারিত হয়। IM-001 CMOS ইমেজ সেন্সর দিয়ে সজ্জিত মোটরগাড়ি অ্যাপ্লিকেশন কোঁচ অনুপ্রবেশ এবং রাতের দৃষ্টি ক্ষমতা উন্নত হবে। হিসাবে শিল্প চিত্র ক্যাপচার প্রযুক্তি NIR মধ্যে তরঙ্গদৈর্ঘ্য সঙ্গে আরও হালকা সূত্র ব্যবহার শুরু হয়, এবং জৈবপ্রযুক্তি এছাড়াও এই বর্ণালী অঞ্চলে আকর্ষণীয় ঘটনা ব্যবহার করা হয়, সদ্য উন্নত IBIS5-AE-1300 সেন্সর 700-900 nm একটি NIR সংবেদনশীলতা আছে।

গ্রাহক অ্যাপ্লিকেশনের জন্য ইমেজ ক্যাপচার প্রযুক্তিতে, আরেকটি প্রবনতা রেজোলিউশন বৃদ্ধি চালিয়ে যেতে হয়। ২005 সালের মাঝামাঝি, প্রায় 70% সেল ফোন ক্যামেরাগুলির একটি VGA বিন্যাস বিন্যাস (640 × 480 পিক্সেল) ছিল; কিন্তু তারপর 2006 সালে, কয়েক মিলিয়ন পিক্সেল সেন্সর বাজারের 50% দখল করবে, এবং 2008 এর দ্বারা এর বাজারের অংশ আরো আরো 90% উপর আরোহন আশা করা হয়। এই শেষ পর্যন্ত, Cypress একটি 3-মেগাপিক্সেল ইমেজ সেন্সর তৈরী করেছে যা সেলিব্রিটি ফোনের জন্য Autobrite প্রযুক্তি ব্যবহার করে, 12-বিট এনালগ / ডিজিটাল রূপান্তর সম্পাদন করতে পারে এবং 72 ডিবি এর একটি বিস্তৃত গতিশীল পরিসর প্রদান করে এবং বর্তমানে 10-বিট এনালগ / ডিজিটাল কনভার্টার বাজারে শুধুমাত্র 60dB একটি গতিশীল পরিসর আছে প্রগতিশীল স্ক্যান মোডে ফ্রেম রেট লাইভ ভিডিও রেকর্ডিং অনুমোদন, প্রতি সেকেন্ডে 30 ফ্রেম পর্যন্ত।

শিল্প ও বাণিজ্যিক ক্ষেত্রগুলিতে, এই প্রবণতাও স্পষ্ট হয়: সাইপড কোডাক ডিজিটাল ক্যামেরাগুলির জন্য 1.3 মেগাপিক্সেল / 35 মিমি ইমেজ সেন্সর চালু করেছে এবং 6.6-মেগাপিক্সেলের আইবিআইএস 4-6600 সেন্সরটি দৃশ্যমানভাবে স্বয়ংক্রিয় রিডিং এডুকেশনগুলির উচ্চতর মানের প্রদর্শন করেছে প্রতিবন্ধী - এটি একটি পূর্ণ মান A4 পৃষ্ঠায় চমৎকার রেজল্যুশন প্রদান করে।

প্রযুক্তির সাথে সিস্টেম ইন্টিগ্রেশন যেমন সেলুলার ফোন, ডিজিটাল ক্যামেরা, এমপি 3 প্লেয়ার এবং পিডিএ (অর্থাত্ একটি কম্প্যাক্ট কনজিউমার ইলেক্ট্রনিক্স পণ্য হ'ল) হিসাবে প্রচলিত বিযুক্ত কার্যকরী ডিভাইসগুলির দ্রুততর ডিজিটাল সংকোচনের ফলে, জনগণের অন্তত আংশিক স্বায়ত্তশাসন হওয়ার সম্ভাবনা রয়েছে। সেক্স সাবসিস্টেমগুলি একক ডিভাইসে অত্যন্ত বিস্তৃত কার্যকারিতা প্রদান করতে পারে। এই প্রবণতাটিও পেশাদার পরিমাপ প্রযুক্তির উপর প্রভাব ফেলবে: একটি ডিজিটাল ক্যামেরা, পিডিএ ইউজার ইন্টারফেস, এবং ডব্লিউএলএএন নেটওয়ার্কিং দক্ষতা সহ একটি পোর্টেবল পরিদর্শন সরঞ্জামের মাধ্যমে, অপটিক্যাল পরীক্ষা এবং পর্যবেক্ষণ অ্যাপ্লিকেশনগুলির সুযোগ কার্যকরভাবে প্রসারিত হবে। একটি প্ল্যাটফর্ম প্রযুক্তি হিসাবে, সিএমওএস এই প্রবণতা পূরণ করে: সি.সি.এস. ইমেজ কনভার্টারগুলি নিয়ন্ত্রণ এবং এনালগ / ডিজিটাল রূপান্তর ফাংশনের জন্য বহিরাগত লজিক সার্কিট ব্যবহারের প্রয়োজন হয়, যখন CMOS স্ট্যান্ডার্ড লজিক ডিভাইসগুলি সেন্সর, কন্ট্রোলার, কনভার্টার এবং মূল্যায়ন সক্ষম করে। লজিক সার্কিট, ইত্যাদি সমস্ত এক চিপ মধ্যে একত্রিত হয়।

একটি সাধারণ উদাহরণ একটি CYIWCSC1300AA চিপের জন্য একটি ইমেজ ক্যাপচার সার্কিট যা বিশেষভাবে ভোক্তা অ্যাপ্লিকেশনের দাবির জন্য ডিজাইন করা হয়। এটি একটি 1.3-মেগাপিক্সেল ইমেজ সেন্সর CYIWOSC1300AA এবং এর উপর ভিত্তি করে একটি ত্রুটির ইন্টারপোলেশন, কালো স্তর সমন্বয়, লেন্স সংশোধন, সংকেত ক্রস-টক সংশোধন, রঙ মোজাইক মেরামত, রঙ সংশোধন, অটো এক্সপোজার, গোলমাল দমন, বিশেষ প্রভাব এবং গামা সংশোধন , অনেক অন্যান্য মধ্যে কার্যকরী অতিরিক্ত সংকেত প্রসেসর। বাজারের সামর্থ এবং উন্নয়ন খরচ যেমন অর্থনৈতিক লক্ষ্য এবং সীমাবদ্ধতা উপর নির্ভর করে, আরো সিস্টেম ফাংশন (আপগ্রেড photoensor সিস্টেম পর্যন্ত) একত্রিত করা সম্ভব।

আইএমএস রিসার্চের সিনিয়র মার্কেট বিশ্লেষক জন মোর্স উল্লেখ করেছেন: "শিল্প চিত্র প্রক্রিয়াকরণ মার্কেট খুব দ্রুত পরিবর্তিত হয়েছে, প্রযুক্তিগত পর্যায়ে নয়, তবে সাম্প্রতিক নির্মাতাদের একীভূত করা হয়েছে। আমরা বিশ্বাস করি এই প্রবনতা অব্যাহত থাকবে।" সুতরাং, তারপর একই Cypress প্রযোজ্য: SMALCamera প্রযুক্তি ইনকর্পোরেটেড অর্জন করে, যা 1999 সালে এমআইটি (প্রযুক্তি ম্যাসাচুসেটস ইনস্টিটিউট) মধ্যে প্রতিষ্ঠিত হয়, Cypress ভোক্তা এবং স্বয়ংচালিত খাতে তার ব্যবসা পৌঁছানোর প্রসারিত করেনি; এবং FillFactory (এটি একটি কোম্পানী যা IMEC, বিখ্যাত ইউরোপীয় মাইক্রো ইলেকট্রনিক্স এবং ন্যানোপ্রযুক্তি গবেষণা কেন্দ্রে 1999 সালের বেলজিয়ামের লিউয়েনের সদর দফতর থেকে বিচ্ছিন্ন ছিল), যা সাইডরকে শিল্প ক্ষেত্রের মধ্যে আরও উন্নত করে।

CMOS ইমেজ সেন্সর মার্কেট দ্রুতগতিতে এবং শীঘ্রই একটি বৃহৎ মাপের বাজারে পরিণত হবে। এটি এখনও মূলত নির্দিষ্টকরণ এবং সিস্টেম ইন্টিগ্রেশন পরিপ্রেক্ষিতে কাস্টমাইজেশন প্রয়োজনীয়তা একটি সেট পূরণ করার জন্য গ্রাহক-নির্দিষ্ট ডিজাইন উপর নির্ভর করে। তবে, এটি সার্বজনীন স্ট্যান্ডার্ড সমাধান প্রদান করবে। রেসোলিউশনের বৃদ্ধি, ফ্রেম রেট, এবং সংবেদনশীলতা, পাশাপাশি খরচ হ্রাস, তার অ্যাপ্লিকেশন এলাকা প্রসারিত অব্যাহত আছে। এটি একটি অংশ।

CMOS সেন্সর পিক্সেল গঠন

প্যাসিভ: প্যাসিভ পিক্সেল স্ট্রাকচার (প্যাসিভ পিক্সেল সেন্সর। পিপিএস হিসাবে উল্লেখ করা হয়), প্যাসিভ হিসাবেও পরিচিত। এটি একটি বিপরীত পক্ষের photodiode এবং একটি সুইচ টিউব গঠিত। একটি photodiode মূলত একটি পি-টাইপ অর্ধপরিবাহী এবং একটি N- টাইপ অর্ধপরিবাহী গঠিত একটি পি এন জংশন। এটি একটি বিপরীত পক্ষপাতদুষ্ট ডায়োড সমতুল্য একটি এমওএস ক্যাপাসিটরের সঙ্গে সমান। সুইচটি চালু হলে, ফোটোডয়ডটি উল্লম্ব কলম্বাসের সাথে যোগাযোগ করে। কলাম লাইনের শেষে চার্জ সংযোজক পরিবর্ধক কলাম লাইনে ভোল্টেজ স্ট্রিং রাখে। যখন ফোটোডয়েডের মধ্যে সংকেত চার্জ জমা হয়, তখন ভোল্টেজটি কলাম লাইন ভোল্টেজে রিসেট হয় এবং একই সাথে অপটিক্যাল সিগন্যালের সমানুপাতিক চার্জিং দ্বারা চার্জ আউটপুটের জন্য এম্প্লিফায়ারিংকে চার্জ করা হয়।

সক্রিয়: সক্রিয় পিক্সেল স্ট্রাকচার (সক্রিয় পিক্সেল সেন্সর। Short for APS), যা সক্রিয় হিসাবেও পরিচিত, চিত্র 2-এ বর্ণিত। প্রায় একই সময়ে যখন CMOS PPS পিক্সেল গঠনটি আবিষ্কৃত হয়, তখন লোকেরা বুঝতে পেরেছিল যে একটি বাফার প্রবর্তন বা পিক্সেলের প্রসেসর উন্নত করতে পারে CMOS APS- র প্রতিটি পিক্সেলের মধ্যে পিক্সেলের পারফরম্যান্সের নিজস্ব এম্প্লিফায়ার আছে। পৃষ্ঠে সমন্বিত এম্প্লিফিকেশন ট্রানজিস্টর পিক্সেল উপাদান কার্যকর পৃষ্ঠ এলাকা হ্রাস, "প্যাকেজিং ঘনত্ব" হ্রাস, এবং ঘটনা আলো থেকে 40% থেকে 50% প্রতিফলিত হতে হবে এই ধরনের সেন্সরের সাথে আরেকটি সমস্যা হল সেন্সরের মাল্টি-চ্যানেলের সংমিশ্রণগুলির সাথে ভালভাবে মেলানো, যা স্থির প্যাটার্ন শব্দের অবশিষ্ট স্তর হ্রাস করে ভালভাবে অর্জন করা যায়। যেহেতু সিএমওএস এপিএস পিক্সেলের প্রতিটি অ্যাফেক্টিফায়ার শুধুমাত্র এই Readout সময় সক্রিয়, সিএমওএস এপিএস এর বিদ্যুত ব্যবহার সিসিডি ইমেজ সেন্সরের চেয়ে ছোট।

ফ্যাক্টর পূরণ করুন: ফ্যাক্টর পূরণ করুন, যা পূরণ ফ্যাক্টরও বলে। পিক্সেলের পৃষ্ঠার তুলনায় পিক্সেলের ফোটোডয়েডের আকার বোঝায়। একটি পিক্সেল একটি ফোটন দ্বারা আঘাত হয় পরে কোয়ান্টাম দক্ষতা প্রকৃত এবং তাত্তিক সর্বাধিক ইলেকট্রন সংখ্যা সর্বাধিক মান পরিমাপ। প্যাসিভ পিক্সেল কাঠামোর মধ্যে সাধারণত 70% পর্যন্ত একটি চার্জ পূরণ ফ্যাক্টর থাকে এবং এইভাবে কোয়ান্টাম দক্ষতা উচ্চ হয়। যাইহোক, photodiodes চার্জ একটি ছোট পরিমাণ জমা এবং ক্লাস্টার খুব সন্দেহজনক হয়। উপরন্তু, পিক্সেল ভিতরে কোন সংকেত পরিবর্ধক আছে, এবং শুধুমাত্র উল্লম্ব বাস পরিসমাপ্তি পরিবর্ধক ব্যবহার করা হয়। অতএব, সংকেতটি পড়তে সংলগ্ন একটি বৃহৎ পরিমাণ আছে, এবং তার এস / এন অনুপাত কম, এবং পিক্সেল শব্দ বিভিন্ন অবস্থানের (নির্দিষ্ট প্যাটার্ন শব্দ FPN) মধ্যে ভিন্ন। এবং সম্পূর্ণ ইমেজ মান প্রভাবিত। প্যাসিভ প্রকারের সাথে তুলনা করলে, সক্রিয় পিক্সেলের গঠন প্রতিটি পিক্সেলের একটি এম্প্লিফায়ার যুক্ত করে এবং ফোটোডিয়ডের সংকলিত চার্জকে উন্নত করার জন্য একটি ভোল্টেজের মধ্যে রূপান্তরিত করে, যা S / N অনুপাত উন্নত করে, যার ফলে সংক্রমণের সময় বিরোধী-হস্তক্ষেপকে উন্নত করে। ক্ষমতা। যাইহোক, প্রসপেক্টিভ অনেক পিক্সেল এলাকা দখল করে, তার পূরণের ফ্যাক্টর অপেক্ষাকৃত কম, সাধারণত 25% -35% এর মধ্যে।