カメラのコアチップであるCMOSイメージセンサー

カメラのコアチップ – CMOSイメージ

センサー

CMOS（相補型金属酸化膜半導体）イメージセンサーの動作コンセプトは1960年代後半に構想されましたが、1990年代に微細加工技術が十分に進化するまでデバイスは製品化されませんでした。今日のデジタル カメラや携帯電話には、CCD (電荷結合素子) または CMOS (相補型金属酸化物半導体) イメージ センサーがよく使用されています。

CCDとCMOSは、どちらも「電子の目」として機能する半導体デバイスです。

どちらもフォトダイオードを採用していますが、製造工程や信号の読み取り方法が異なります。CCD 技術は当初、より高い感度と画質のために人気がありましたが、CMOS センサーは 2004 年から出荷量で CCD センサーを上回り始めました。

データ転送速度は CCD よりも高速です。
電荷結合素子 (CCD) イメージ センサー内のコンデンサのアレイは、ピクセルの光強度に応じて電荷を運びます。各コンデンサの内容は、制御回路を介して隣接するコンデンサに転送され、アレイ内の最後のコンデンサがその電荷を電荷増幅器に空にします。CCDセンサーは、バケツブリゲード方式のデータ伝送方式で知られています。

相補型金属酸化膜半導体 (CMOS) イメージ センサー

一方、各ピクセルにフォトダイオードとCMOSトランジスタスイッチが含まれているため、ピクセル信号を個別に増幅できます。ピクセル信号は、スイッチのマトリックスを操作することにより、CCD センサーよりもかなり高速に、直接かつ順次にアクセスできます。各ピクセルに増幅器を備えることのもう 1 つの利点は、収集した光から変換された電気信号を読み取るときに発生するノイズが減少することです。

CMOS イメージ センサーは、既存の半導体製造装置を再利用できるため、CCD イメージ センサーよりも製造コストが低くなります。高電圧アナログ回路を利用する CCD センサーとは異なり、CMOS センサーは、消費電力が少なく、理論的には、スミア (明るい光の画像の垂直方向の白い筋) やブルーミング (画像の破損など) がない小型のデジタル回路を使用します。白い斑点として）。製造工程でロジック回路をチップに組み込むことができるため、画像認識や人工視覚などの用途向けに、画像処理回路を内蔵したCMOSセンサーが開発され、一部のデバイスが使用されています。

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