Úvodné Slovo
Prvý v "zbierky" ľahkých citlivých matríc boli predné a zadné kamera smartphone slávneho kórejského výrobcu, ktorý bol láskavo poskytol Vasyl Stolyarov. Potom som poslal starého podniku nečinnosti fotoaparátu Pentax (účel, ďalej len nebudem špecifikovať presný model zariadenia). Prístroj bol mŕtvy, a to bol dobrý dôvod ju odovzdať v mojich rukách starostlivosti, a nie hádzať toľko robiť.
A akonáhle som videl zhromaždil, dostal ďalšiu ponuku od svojho takmer spolužiaka, Eliáša. Z tejto vety som nemohol odmietnuť. Som prezentoval na moderné Canon, ktorý mal problémy s fotografovaním.
V červeno-revolučný Pervomajskiy stole ležia traja kandidáti: OEM telefón s fotoaparátom a kamery Pentax (najstarší zo všetkých účastníkov) a Canon (pravdepodobne najmladší).
Ak niekto nevie, prečo sme sa tu zišli, v suteréne tohto článku je odkaz na minulej "objav". Ak má niekto zabudol, ako digitálny fotoaparát alebo matice Prečo teda vitajte na Wiki alebo vidieť toto video na kanáli Discovery:
Teoretická časť. CCD a CMOS
Dnes je matica, vyrobený technológiou CMOS (Complementary Metal-Oxide Semiconductor) získala viac ako 90% svetového trhu, a nie je to tak dávno šialene populárny CCD (Charge-Coupled Device), predpovedajú rýchly pokles.
Príčiny sú mnohé, to nie je úplný zoznam výhod CMOS-technológie: prvý, nízka spotreba energie v statickom stave, v porovnaní s CCD, po druhé, CMOS okamžite "problém" Digitálny signál, ktorý nevyžaduje ďalšie konverziu (prevod dochádza presne na seba samostatný subpyksele), na rozdiel od CCD, čo je vlastne analógové zariadenie, po tretie, lace výroby, najmä vo veľkých matíc.
Stručný pohľad na princípy CMOS-matice pomocou dvoch video zo spoločnosti Canon:
Ale všetky naše pacientmi (snáď s výnimkou mobilného telefónu matice kamery), patrí do doby, kedy svet bezproblémový pravidlo CCD, CMOS a len zhromaždil silu a citlivosť neskôr zaujať vedúcu pozíciu. Takže pár slov, keď poviem, že ako CCD-matice. Podrobnejší popis nájdete vždy na Wiki.
To znamená, že fotón od témy, prechádzajúcej filtrom Bayer, tj tsvetofyltr typ RGBG alebo RGBW filter a zbiera mykrolynzu dopadá na fotocitlivý polovodičového materiálu. Vstrebáva fotón generuje pár electro-jamkové, že bunka pod vplyvom vonkajšieho elektrického poľa "rozdelenie" elektrón "poslal" do štátnej pokladnice - potenciálovej jame, kde bude čakať na "čítanie".
Diagram CCD matice
Čítanie rovnaký CCD matrice je "poyacheechno", tak, aby sa vyjadrí. Predpokladajme, že máme rad 5 o 5 bodov. Najprv čítame počet elektrónov v jednoduchej a veľkosti prúdu, prvý pixel. Potom špeciálny ovládač "presunie" všetko pre jednu bunku, tj náboj prúdi z druhej bunke ako prvý. Opäť, prečítajte si hodnotu, a tak až do Čítať všetky 5 buniek. Ďalej je iný procesor sa presunie doľava "image" jeden krok dole a postup sa opakuje, až kým meraných prúdov vo všetkých 25 bunkách. Môže sa zdať, že sa jedná o dlhodobý proces, ale 5 miliónov pixelov trvá len sekundu.
Proces čítania obrazu CCD matice
Ak chcete byť absolútne jasné, navrhujeme nasledujúce video:
Praktická časť
Zvyčajne sa pri analýze krásnych ľudí zapojených v bielej rukavice, ktoré v poslednej dobe dostal do kamery, ale hovoria, že na videu, musí návod na montáž zaplatiť zaslaním SMS na číslo. Ďalej budú použité dosť viac než neohrabané metódy, takže radím vám, aby ste opakovať doma
Ako zbehlý mobilný telefón, môžete zobraziť stránky predchádzajúcom článku, takže nebudem dávať toto šokujúce videá znova.
Vyššie uvedená Fotoaparát Pentax bola udelená myse Darkwood, ktorý, myslím, že je srdce musí naliať krv a tvár slza váľať lakomý mužov:
Z rôznych detailov, ale nás zaujíma iba LCD displej, ktorý sa zobrazí na študentov, ktorí k nám prichádzajú na FNM, na turné, ona CCD matice sklo s niečím podozrivo podobať alebo polarizátor filter a infračervené svetlo (červené svetlo ) pre fotografovanie v noci. Je potrebné poznamenať, že matica pevne pripevnený k telu fotoaparátu. Takže všetky vibrácie vašich rukách budú ľahko prenášať priamo do samého maticu, ktorá, ako vidíte, nie je priaznivé pre vysoko kvalitné fotografie. Zdá sa, že Darkwood má železobetónové nervy.
To sa ho zastaviť, "utopiť" jeho obľúbený fotoaparát. Pamätám si, keď prídete v lete teplejšie podnebie na more a bude sa snažiť, aby sa snímka next wave valcované tú kameru - zariadenie, v ktorom sa prúdy môžu viesť ku korózii.
Okamžite zrejmé, že Canon - trochu vyspelejší, modernejšie model než Pentax. Napríklad, pružinové matice (v ľavom dolnom snímke dobre viditeľné drobné pramene). Takýto pasívny stabilizácia obrazu pomáha zaistiť lepšiu a ostrejšie snímky, samozrejme, ak nie ste neurotický v pokročilom štádiu!
Mimochodom, na snímke vpravo dole jasne ukazuje obrovský kondenzátor, nabitie blesku kvôli problémom, s ktorými som kedysi musel odpísať svojich digitálnych fotoaparátov Canon.
Fotoaparát mobilný telefón
Začneme našu analýzu pomocou mobilného telefónu fotoaparát, ktorý sa zameria nebude toľko času a slová v tomto článku zo skutočnosti, že matrica sám má veľmi mikroskopickej veľkosti, a to je tvrdá práca (rezanie, brúsenie).
Nie je ťažké si všimnúť, optické mikroskopia spodný okraj matica má dve zóny: svetlejšie a tmavšie. Dúfam, že všetci uhádli: pod jasnou strane žiadna dióda sa aplikuje rovnako ako to, že sa populácia uzavrieť maximálne pokutou duchovnej organizácie matice
Mikrofotografie získané pomocou optického mikroskopu, sa významne líšia od tých, ktoré vyžaruje elektrónový mikroskop. Napríklad z dôvodu "zrovnať oblastí"?
Skutočnosť, že optika nevidíme žiadne transparentné vrstvy (a to aj napriek tomu, že len menej viditeľné), zatiaľ čo elektrónovej mikroskopie - najmä metóda analýzy povrchu, ktoré môže sa stať, že okrúhle farebné štvorcové top tsvetofyltrы pokrytá "čiapky" , Rozmery kubosferycheskoho čiastkových pixelov je asi 25 mikrometrov.
Matrix Fotoaparát Pentax
Výskum CCD-maticovej kamery Pentax začať s optickými Mikrograf. K mojej veľkej ľútosti, pretože sterických ťažkostí, ako sa hovorí, chemikov, systém vzorky mikroskopu, nemohol pri vysokom zväčšení a vziať do úvahy niektoré subpykselы.
Niečo napísal, zaujímavý, a tu niekde vidieť mená malých čínskych detí?
Každá pristávacia plocha v kontakte číslované, ale nie každému sa sčíta rovnakému trolejového drôtu.
Ale ako sme sa čoskoro naučí počítať - s nanotechnológií, prírodné
Jasná hranica medzi matricou a "pásky"
Ďalším mikrofotografie slušné tutoriálu na elektrónovej mikroskopie. Viete, prečo elektrónový mikroskop nie je nástroj na meranie? Áno, to je dôvod, prečo: pretože miestne akumulácie náboja, ako sférických predmetov naraz эllypsoydamy:
Ale my vieme, že táto sféra
Potom sa pozri na to, čo je okolo fotocitlivého matrice. Vzhľadom k tomu, nie som odborník v oblasti elektronických obvodov, obávam sa, že ani o tom, prečo je potrebné všetky tieto zložité štruktúry a "záludnosti" vodcovia, možno je niekto ochotný vysvetliť účel týchto dielov a súčastí (v komentároch, samozrejme) ?
Trvalé stĺpce prežil rezanie a leštenie
Tieto vrstvy môžu byť zmätený, a vedenie a noha prerušenia
Toto vydanie "nahliadnuť" - znamenie, po niekoľkých rokoch "utrpenie" sme konečne inštalovaný nový systém mikropodnikov, takže niekedy nemôžem len priniesť krásne obrazy, ale tiež vysvetliť chemické prvky, ktoré spočíva videl.
A tu je tá zábavná časť - matrice v celej svojej kráse. Podľa oka, v ktorom bunky umiestnené mikrosfér-šošovky, môžete vidieť jednotlivé fotosenzitívne prvky (dobre, alebo ich zvyšky, alebo pomerne ťažké). Tesne pod pri diskusii o maticu Canon budem podrobne vysvetlil, «prierezu» jednotkovú maticu. Do tej doby, obráťme k miestnym dát chemické rozbory. Zdá sa, že sa skladá z ôk volfrámu a mikroguličky zrejme je oxid kremičitý, ktorý zhora "sa vzťahuje" v niektorých polymérneho materiálu.
Matrix v celej svojej kráse slozhnoustroennoy
Ak sa vrátime na prvé SEM obrázku v tejto kapitole, musíme poznamenať, že kontaktné podložky sú vyrobené z rýdzeho zlata (ach áno!), Ale vedenie sa vnútri snímača cez viditeľný, skladajúci sa z hliníka, ktorý je najtenší obsah vrstva sprayi medi, ktorá je na pokraji citlivosť zariadenia.
Matrix fotoaparát Canon
Pokračujeme v ponorení do mikro - a my nanomyrы ako obvykle s optickým mikroskopom. Rovnako ako u Pentax, Canon matrice fotoaparát schopný zvýšiť kvôli vysokým geometrických rozporov. Mikrofotografie získané možno odhadnúť veľkosť jednotlivých čiastkových pixelov však - približne 15 mikrónov, čo je výrazne menej, než je matica mobilného telefónu.
Optické mikrofotografie matrice Canon
Mimochodom, jeden z páchateľov nemožnosť odstrániť optického mikroskopu pri vysokom zväčšení - "krycie sklo, ktoré sa vzťahuje na matricu a jeho" vypchávky ":
Dobrý rám: Prenos skla
Samozrejme, vždy zábava skrýva v žetónoch, kde rozpadajúce sa prísne objednaných svet dáva crack, ktorý sa pozerá na väčšine sviatosti rohoch prístroja:
O niečo neskôr sa vrátime až žltkasto červené oblasti tejto fotografie
Už zoznámili stĺpce žiadny jasný účel:
Ako stabilný cínoví vojačikovia
Teraz zvažovať podrobnejšie zariadenie CCD-matice. Nad CCD-matrice pokrytej niečo pripomínajúce polymérnej vrstvy (1), ktorý chráni svetlocitlivé prvky agresívnom prostredí. Pod tým sú mykrolynzы farbivo (2 a 3). Ale elektrónová mikroskopia nemožno získať farebné obrázky, pravdepodobne by ste povedal, veľké alebo malé maľované plochy nie je možné. Mykrolynzы oxidu kremičitého (najpravdepodobnejšie materiál na ich výrobu), stanoveného v volfrám mriežky buniek (4), v rámci ktorej sa skrývajú fotosenzitívne prvky (5). A, samozrejme, celá nosná konštrukcia spočíva na čisto kremíkovom substráte;
Vzhľadom k tomu, že matica navyše chránená "krycie" sklo, solárne články sú chránené lepšie než ruského prezidenta vo svojej limuzíne (ak samozrejme, upravená o mierky).
Zariadenie matrice na položky.
Ale to nie je všetko. Nechali sme ďalší kus skla, krycie lôžko, čo sa zdá byť polarizátor. Jedná sa o málo drsné okolo okrajov, ale takmer dokonale hladký na zvyšku plochy. Ako optická mikroskopia dáva žiadne výsledky, sklo, sklo.
Sklo s podozrením na polarizátory, nič neobvyklé
A iba elektrónovým mikroskopom hymkontrast nie je vidieť obraz a pruhované štruktúru. Hrúbka "film" je len 25 mikrometrov a veľkosť jednotlivých vrstiev 180 a 100 nm, v uvedenom poradí, na tmavé a svetla. Na základe mikroanalýzy, Trúfam si navrhnúť, že viac tmavé plochy obohatený titánu a svetlo - hliník. Podľa môjho názoru je to úžasné!
Ukazuje sa, že vo vnútri fotoaparátu pruhy vlastný život!
Epilóg
Tento svet minulého storočia CCD-matica sa pred nami.
Vďaka všetkým (Basila telefonicky, Elias a Darkwood pre kamery), ktorý prispel k vytvoreniu tohto článku. Vy - dobrá práca, ktorá podporovala v tomto ťažkom úsilie!
A zbožnění tohto článku, alebo skôr jeho apofyhey:
Pokoytes svetu, ako sme si nemyslím, že na vašej novej aplikácie
Zdroj: habrahabr.ru