Hvordan bildebrikker fange lyset

Kameraer har alltid stolt på lys-sensitive overflater for å ta bilder for ettertiden. Imidlertid har karakter av at reflekterende overflate endret seg de siste tiårene. Mens fotografisk film brukt en kjemisk prosess for å ta et bilde, kan en bildesensor utføre den samme prosessen elektronisk. En bildesensor er en enhet som konverterer et optisk bilde dannet av en avbildning linse til elektroniske signaler, ifølge boken "bildebrikker og signalbehandling for digitale kameraer."

om Dioder

Elektriske bildesensorer kan oppdage lyset ved hjelp av dioder. Du kan også se dioder i alle slags elektriske kretser. Faktisk diodene utgjør en av byggesteinene i moderne elektronikk. Dioder meste består av et materiale som kalles en halvleder, som leder strøm bare når visse vilkår er oppfylt; for eksempel når du skinne et lys på den. En diode faktisk består av to sammenføyde halvledere som er dopet med urenheter, slik de kan opptre på en bestemt ønsket måte.

Hvordan Dioder Work

De dopede halvledere, når sammenføyd, danner det som kalles en pn-overgang. Gjennom denne pn-overgang (pn står for positiv-negativ), kan elektrisk strøm flyte en vei, men ikke den andre. Dette gjør dioder ekstremt viktig i elektroniske kretser, der retning av strømmen er avgjørende for elektroniske enheter for å fungere ordentlig. I løpet av årene har ingeniører funnet en rekke bruksområder for dioder som de har eksperimentert med forskjellige halvledende materialer og doping metoder.

Dioder og lys

Over tid mennesker funnet at visse materialer, når de brukes for halvledere i en diode, utsendte lys når en strøm sendes gjennom dem. Dette fenomenet kalles "strålings overgang" og ble grunnlaget for light-emitting diodes, eller lysdioder. I dag er LED brukes til alt fra digitale klokker til bil frontlykter og som bakgrunnsbelysningen for TV-skjermer. Det viser seg motsatt kan oppnås: dioder som absorberer lys og gjøre det til elektrisk strøm, i stedet for å emittere lys når elektrisk strøm passerer gjennom dem.

fotodioder

Disse typer dioder kalles fotodioder, og utgjør hovedkomponentene i bildesensorer. En typisk bildesensoren i et digitalt kamera inneholder et stort antall mikroskopiske fotodioder. Når hver fotodiode blir truffet av lys, akkumuleres det elektroner på sin katoden (den negative siden av pn junction). Kameraet måler deretter den akkumulerte ladning på hver av fotodiodene. Den samlede elektriske ladningsmønsteret gjenspeiler mengden av lys og skygge i et gitt bilde. Når du tar fargebilder, hver diode dekket med enten en rød, blå eller grønn filter som lar kameraet måle en enkelt primærfarge per diode.

Typer av bildebrikker

Av alle bildesensorer, er den mest brukte typen ladet-coupled device, eller CCD, ifølge boken "Video Produksjon Handbook". CCD representerer en mer moden, robust teknologi som resulterer i små bildesensorer som gir gode resultater. En annen type bildesensoren er Complementary Metal Oxide Semiconductor, eller CMOS. Selv om tradisjonelt blir utsatt for støy, har CMOS-teknologi begynt å ta opp med CCD. CMOS-sensorer har også en tendens til å konsumere opptil 100 ganger mindre energi enn CCD, og ​​er også billigere å produsere.