ఇమేజ్ సెన్సర్

(కెమేరా సెన్సార్ నుండి దారిమార్పు చెందింది)

ఇమేజ్ సెన్సర్ (చిత్ర సంవేదిక) (ఆంగ్లం: Image sensor) అనేది, ఒక దృష్టిసంబంధ చిత్రాన్ని విద్యుత్ సంకేతంగా మార్చే పరికరం. దీనిని చాలావరకూ డిజిటల్ కెమెరాలు మరియు ఇతర చిత్రీకరణ పరికరాల్లో వాడతారు. ప్రారంభ సెన్సర్లు వీడియో కెమెరా ట్యూబులుగా ఉండేవి, కానీ ఆధునికమైనది, సామాన్యంగా ఒక చార్జ్-కపుల్డ్ డివైజ్ (CCD) లేదా ఒక కాంప్లిమెంటరీ మెటల్-ఆక్సైడ్-సెమికండక్టర్ (CMOS) ఆక్టివ్ పిక్సెల్ సెన్సర్.

ఒక వంచగల సర్క్యూట్ బోర్డుపై CCD ఇమేజ్ సెన్సర్
నికాన్ కూల్‍పిక్స్ L2 6MP మదర్‍బోర్డుపై ఇమేజ్ సెన్సర్

CCD ప్రతిగా CMOSసవరించు

ఈనాడు, చాలావరకూ డిజిటల్ స్టిల్ కెమెరాలు ఒక CCD ఇమేజ్ సెన్సర్ లేదా ఒక CMOS సెన్సర్ ఉపయోగించడం జరుగుతుంది. రెండు రకాల సెన్సర్లూ కాంతిని గ్రహించి, దాని విద్యుత్ సంకేతాలుగా మార్చే పనినే చేస్తాయి.

ఒక CCD అనేది అనలాగ్ పరికరం. చిప్‍పై కాంతి పడినప్పుడు, ప్రతి ఫోటో సెన్సర్లోనూ అది విద్యుదావేశంగా బంధింపబడుతుంది. చిప్‍నుండి మార్చేప్పుడు ఆ ఆవేశాలు ఒకసారికి ఒక పిక్సెల్‍గా వోల్టేజీలోకి మార్చబడతాయి. కెమెరాలోని అదనపు సర్క్యూట్లు వోల్టేజీని డిజిటల్ సమాచారంగా మారుస్తాయి.

ఒక CMOS చిప్ అనేది CMOS సెమికండక్టర్ ప్రక్రియను ఉపయోగించి తయారుచేసిన ఒకరకమైన ఆక్టివ్ పిక్సెల్ సెన్సర్. ప్రతి ఫోటో సెన్సర్ ప్రక్కనే ఉండే అదనపు సర్క్యూట్లు, కాంతి శక్తిని వోల్టేజీగా మారుస్తాయి. వోల్టేజీని డిజిటల్ సమాచారంగా మార్చేందుకు చిప్‍పైని అదనపు సర్క్యూట్లను కూడా చేర్చవచ్చు.

ఈ రెండు రకాల సాంకేతికతలోనూ ఇమేజ్ నాణ్యతలో స్పష్టమైన లాభం కనిపించదు. CMOS సెన్సర్లలో గ్లోబల్ షట్టర్ సర్క్యూట్లు ఉండవు, కాబట్టి వాటిలో రోలింగ్ షట్టర్ వక్రీకరణానికి అవకాశం ఉంటుంది. మరొక వైపు, CCD సెన్సర్లలో ప్రకాశవంతమైన కాంతి వెలువడినప్పుడు, సెన్సర్‍పై భారం అధికమై నిలువుగీతలు ఏర్పడతాయి; కానీ ఉన్నత-శ్రేణి ఫ్రేం ట్రాన్స్ఫర్ CCDలలో ఈ సమస్య ఉండదు.

CCDల కన్నా CMOSలో తక్కువ భాగాలతో అమలుపరిచే అవకాశం, తక్కువ శక్తి వినియోగం మరియు/లేదా వేగంగా మార్పిడి ఉంటుంది. CCD అనేది మరింత పరిణతి చెందిన సాంకేతికత మరియు ఎన్నో విషయాలలో CMOSకు సమానంగా ఉంటుంది.[1][2] CCD సెన్సర్లకన్నా CMOS సెన్సర్లు తయారుచేయడం తక్కువ ఖర్చుతో కూడుకున్నది.

మరొక మిశ్రమ CCD/CMOS నిర్మాణంలో, "sCMOS" పేరిట అమ్మబడేది, CMOS రీడ్‍ఔట్ ఇంటెగ్రేటెడ్ సర్క్యూట్స్ (ROICలు) ఉంటాయి, ఇవి ఒక CCD ఇమేజింగ్ స్వరూపానికి బంధింపబడి ఉంటాయి – ఈ సాంకేతికతను పరారుణ ఫోకల్ ప్లేన్ వరుసల కొరకు తయారు చేసినప్పటికీ, ప్రస్తుతం సిలికాన్-ఆధారిత డిటెక్టర్ సాంకేతికతలో ఉపయోగిస్తున్నారు.[3] మరొక మార్గంలో, ఆధునిక CMOS సాంకేతికతలోని అతి సూక్ష్మ పరిమాణాలను ఉపయోగించి, CCD వంటి స్వరూపాన్ని, పూర్తిగా CMOS సాంకేతికతలో నిర్మిస్తారు. దీనిని, అతి చిన్న మార్గాల గుండా ఒక్కొక్క పాలీ-సిలికాన్ ద్వారాలను విడదీయడం ద్వారా సాధించవచ్చు. ఈ మిశ్రమ సెన్సర్లు ఇంకా పరిశోధన దశలోనే ఉన్నాయి, మరియు CCDలు మరియు CMOS ఇమేజర్స్ రెండింటి లాభాలనూ కలిపి అందించగలవు.[4]

పనితీరుసవరించు

 
ఒక కానన్ EOS 350D dSLR నుండి తొలగించబడిన ఒక పరారుణ-నివారణ ఫిల్టర్

ఇమేజ్ సెన్సర్ యొక్క పనితీరును పరిశీలించడానికి ఎన్నో కొలమానాలున్నాయి, వీటిలో దాని కార్యశీల దూరం, దాని సంకేతం-నుండి-శబ్దానికి నిష్పత్తి, దాని తక్కువ-కాంతి సున్నితత్వం మొదలైనవి ఉంటాయి. పోల్చదగిన సెన్సర్ల రకాలకు, పరిమాణం పెరగడం వలన, సంకేతం-నుండి-శబ్దానికి నిష్పత్తి మరియు కార్యశీల దూరం పెరుగుతాయి.

కలర్ సెన్సర్లుసవరించు

కలర్ ఇమేజ్ సెన్సర్లలో ఎన్నో ప్రధాన రకాలున్నాయి, వీటిలో వర్ణ విభేద యంత్రాంగం ఆధారంగా తేడాలుంటాయి:

  • బేయర్ సెన్సర్ , తక్కువ-ఖరీదైనది మరియు అతిసామాన్యం, ఇందులో ఎన్నుకున్న పిక్సెల్ సెన్సర్ల గుండా ఎరుపు, ఆకుపచ్చ, లేదా నీలి రంగు ప్రసారం చేసే కలర్ ఫిల్టర్ వరుస ద్వారా ఎరుపు, ఆకుపచ్చ, లేదా నీలి రంగులకు స్పందించే గడుల అల్లిక ఉంటుంది – ఇందులో లేని వర్ణాలు ఒక డీ-మొజాయికింగ్ సూత్రాన్ని ఉపయోగించి చొప్పిస్తారు. చొప్పించిన కలర్ సమాచారం తప్పించడానికి, కలర్ కో-సైట్ శాంప్లింగ్ వంటి పద్ధతులు, కలర్ సెన్సర్‍ను ఒక్కో పిక్సెల్‍గా మార్చేందుకు పీజో యంత్రాంగాన్ని వాడడం జరుగుతుంది. ఈ బేయర్ సెన్సర్లలో ఇంకా వెనుకవైపు ప్రకాశం కలిగిన సెన్సర్లు ఉంటాయి, ఇందులో ట్రాన్సిస్టర్లు మరియు లోహపు తీగలు ఉన్న వైపు నుండి వ్యతిరేక దిశ గుండా సున్నితమైన సిలికాన్ మీదకు కాంతి ప్రవేశిస్తుంది, దీంతో ఉపకరణం పైని లోహపు భాగాలు కాంతిని అడ్డగించవు, మరియు సామర్థ్యం పెరుగుతుంది.[3][4]
  • ఫోవియాన్ X3 సెన్సర్ , పిక్సెల్ సెన్సర్ల పొరల వరుసను ఉపయోగించి, తరంగదైర్ఘ్యం ఆధారంగా కాంతిని గ్రహించే సిలికాన్ ధర్మం నుండి, ప్రతి ప్రదేశమూ అన్ని మూడు కలర్ ఛానళ్ళనూ గుర్తిస్తుంది.
  • 3CCD , మూడు వివిధ ఇమేజ్ సెన్సర్లను ఉపయోగించి, ఒక డై-క్రాయిక్ ప్రిజం ద్వారా వర్ణాలను వేరుచేస్తుంది. ఇందులో అత్యున్నత నాణ్యత ఉంటుంది, మరియు సాధారణంగా ఒక-CCD సెన్సర్లకన్నా ఖరీదైనది.

డిజిటల్ కెమెరాలలో ఉపయోగించే సెన్సర్లుసవరించు

వెడల్పు ఎత్తు ఆకార నిష్పత్తి వాస్తవ పిక్సెల్ సంఖ్య మెగాపిక్సెల్స్ కెమెరా ఉదాహరణలు
320 240   76,800 0.77% స్టీవెన్ సాస్సన్ నమూనా (1975)
640 480   307,200 0.77% ఆపిల్ క్విక్‍టేక్ 100 (1994)
832 608   505,856 0.77% కానన్ పవర్‍షాట్ 600 (1996)
1,024 768   786,432 0.77% ఒలింపస్ D-300L (1996)
1,280 960   1,228,800 1.3 ఫ్యుజిఫిల్మ్ DS-300 (1997)
1,280 1,024 40.4% 1,310,720 1.3 ఫ్యుజిఫిల్మ్ MX-700 / లైకా డిజిలక్స్ (1998), ఫ్యుజిఫిల్మ్ MX-1700 (1999) / లైకా డిజిలక్స్ జూమ్ (2000)
1,600 1,200   1,920,000 2 నికాన్ కూల్‍పిక్స్ 950
2,012 1,324   2,663,888 2.74 నికాన్ D1
2,048 1,536   3,145,728 3 కానన్ పవర్‍షాట్ A75, నికాన్ కూల్‍పిక్స్ 995
2,272 1,704   3,871,488 4 ఒలింపస్ స్టైలస్ 410, కంటాక్స్ i4R (కానీ CCD అనేది నిజానికి చతురస్రం 2,272x2,272)
2,464 1,648   4.10.2222ఎ 4.1 కానన్ 1D
2,640 1,760   4,646,400 × 3 4.7 × 3 (14.1 MP) సిగ్మా SD14, సిగ్మా DP1 (3 పొరల పిక్సెల్స్, ప్రతి పొరకు 4.7 MP, ఫోవియాన్ X3 సెన్సర్లో)
2,560 1,920   4.10.2222ఎ 5 ఒలింపస్ E-1, సోనీ సైబర్‍షాట్ DSC-F707, సోనీ సైబర్‍షాట్ DSC-F717
2,816 2,112   5,947,392 6 ఒలింపస్ స్టైలస్ 600 డిజిటల్
3,000 2,000   6,016,000 6 నికాన్ D40, D50, D70, D70s, పెంటాక్స్ K100D
3,072 2,048   6,291,456 6.3 కానన్ 300D, కానన్ 10D
3,072 2,304   7,077,888 7 ఒలింపస్ FE-210, కానన్ పవర్‍షాట్ A620
3,456 2,304   7,962,624 8 కానన్ 350D
3,264 2,448   7,990,272 8 ఒలింపస్ E-500, ఒలింపస్ SP-350, కానన్ పవర్‍షాట్ A720 IS
3,504 2,336   8,185,344 8.2 కానన్ 30D, కానన్ 1D II, కానన్ 1D II N
3,520 2,344   8,250,880 8.25 కానన్ 20D
3,648 2,736   9,980,928 10 ఒలింపస్ E-410, ఒలింపస్ E-510, పానాసోనిక్ FZ50, ఫ్యుజిఫిల్మ్ ఫైన్‍పిక్స్ HS10
3,872 2,592   10,036,224 10 నికాన్ D40x, నికాన్ D60, నికాన్ D3000, నికాన్ D200, నికాన్ D80, పెంటాక్స్ K10D, సోనీ ఆల్ఫా A100
3,888 2,592   10,077,696 10.1 కానన్ 400D, కానన్ 40D
4,064 2,704   10,989,056 11 కానన్ 1Ds
4,000 3,000   12,000,000 12 కానన్ పవర్‍షాట్ G9, ఫ్యుజిఫిల్మ్ ఫైన్‍పిక్స్ S200EXR
4,032 3,024   12,192,768 12.3 ఒలింపస్ PEN E-P1
4,256 2,832   12,052,992 12.1 నికాన్ D3, నికాన్ D3S, నికాన్ D700, ఫ్యుజిఫిల్మ్ ఫైన్‍పిక్స్ S5 ప్రో
4,272 2,848   12,166,656 12.2 కానన్ 450D
4,288 2,848   12,212,224 12.2 నికాన్ D2Xs/D2X, నికాన్ D300, నికాన్ D90, నికాన్ D5000, పెంటాక్స్ K-x
4,900 2,580 16:9 12,642,000 12 రెడ్ వన్ మిస్టీరియం
4,368 2,912   12,719,616 12.7 కానన్ 5D
4,672 3,104   14,501,888 14.5 పెంటాక్స్ K20D
4,752 3,168   15,054,336 15.1 కానన్ EOS 500D, కానన్ EOS 50D
4,992 3,328   16,613,376 16.6 కానన్ 1Ds II, కానన్ 1D మార్క్ IV
5,184 3,456   17,915,904 17.9 కానన్ EOS 550D, కానన్ EOS 60D, కానన్ EOS 7D
5,270 3,516   18,529,320 18.5 లైకా M9
5,616 3,744   21,026,304 21.0 కానన్ 1Ds III, కానన్ 5D మార్క్ II
6,048 4,032   24,385,536 40.4% సోనీ α 850, సోనీ α 900, నికాన్ D3X
7,500 5,000   37,500,000 37.5 లైకా S2
7,212 5,142   39,031,344 39.0 హాజిల్‍బ్లాడ్ H3DII-39
7,216 5,412   39,052,992 39.1 లైకా RCD100
8,176 6,132   50,135,232 50.1 హాజిల్‍బ్లాడ్ H3DII-50
8,956 6,708   60,076,848 60.1 హాజిల్‍బ్లాడ్ H4D-60
8,984 6,732   60,480,288 60.5 ఫేజ్ వన్ P65+
9,372 9,372 1:1 87,834,384 87.8 లైకా RC30

ప్రత్యేకమైన సెన్సర్లుసవరించు

ప్రత్యేక సెన్సర్లను వివిధ అనువర్తనాలైన థెర్మల్ ఇమేజింగ్, మల్టి-స్పెక్ట్రల్ చిత్రాల సృష్టి, వీడియో లారింగోస్కోపులు, గామా కెమెరాలు, ఎక్స్-రేలకు అవసరమైన సెన్సర్ వరుసలు, మరియు ఖగోళ శాస్త్రం కొరకు ఇతర అధిక సున్నితత్త్వం కలిగిన వరుసలలో ఉపయోగిస్తారు.

మూలాలుసవరించు

  1. ఫోటోనిక్స్ స్పెక్ట్రా 2001 నుండి CCD ప్రతిగా CMOS Archived 2011-04-08 at the Wayback Machine
  2. విన్సెంట్ బొక్కేర్ట్ వ్రాసిన సెన్సర్లు
  3. 3.0 3.1 "ఆర్కైవ్ నకలు". Archived from the original on 2017-01-02. Retrieved 2022-01-01. ఉల్లేఖన లోపం: చెల్లని <ref> ట్యాగు; "test3" అనే పేరును విభిన్న కంటెంటుతో అనేక సార్లు నిర్వచించారు
  4. 4.0 4.1 CCD ఇన్ CMOS పద్మకుమార్ R. రావు మొదలగువారు., "CCD స్ట్రక్చర్స్ ఇంప్లిమెంటెడ్ ఇన్ స్టాండర్డ్ 0.18 µm CMOS టెక్నాలజీ" ఉల్లేఖన లోపం: చెల్లని <ref> ట్యాగు; "test4" అనే పేరును విభిన్న కంటెంటుతో అనేక సార్లు నిర్వచించారు

బాహ్య లింకులుసవరించు