Text je určen studentům Fakulty elektrotechniky a komunikačních technologií VUT v Brně studujícím v navazujícím magisterském studijním programu „Elektrotechnika, elektronika, komunikační a řídicí technika“ oboru „Elektronika a sdělovací technika“, ale také všem zájemcům o tuto zajímavou a nesmírně rychle se vyvíjející oblast moderní techniky. Obsah skripta odpovídá struktuře stejnojmenného volitelného předmětu a byl v tomto vydání inovován s ohledem na prudký rozvoj techniky v oblasti videotechniky a multimediální techniky. Pokrývá plně obsah přednášek. Jsou v něm shrnuty stručnou a doufám i srozumitelnou formou, základní, ale i nejmodernější poznatky o vlastnostech, popisu, způsobech generace, zobrazování a záznamu obrazových signálů), potřebných technických prostředcích a o moderních metodách zpracování těchto signálů v analogové i digitální formě. V závěru každé kapitoly je uvedeno několik kontrolních otázek, kterými si můžete ověřit míru porozumění dané problematiky.
Jednotlivé buňky tvoří dvojice kondenzátorů MIS transpa-
rentními elektrodami zapojenými řádkové sloupcové
sběrnice.
Pro speciální aplikace vyžadující vysokou citlivost byly vyvinuty CMOS snímače označované APS (Acti-
ve Pixel Sensor) .
V malých neprofesionálních barevných kamerách
a kamkordérech často pro vytváření tří složkových
barevných signálů jediný plošný snímač napařenými
vertikálními proužkovými filtry třemi horizontálním
posuvnými registry (obr. Mají srovnání snímači CCD menší rozměry,
menší spotřebu energie, jsou levnější.5. Světlem akumulovaný signál
z matice křemíkových fotodiod přepínán přes pole adresovatelně spínaných CMOS tranzistorů na
společný obrazový výstup. Parazitní kapacita sběrnic však
p příčinou poněkud horších šumových poměrů. Plošné snímače tohoto typu tedy umožňují adresovatelné čtení dle libovolného
algoritmu (podobně jako snímače CID).5.
Používají jiné architektury tvary pixelů např. Převod naboje obrazový signál uskutečňuje každé buňce
snímače. Tyto snímače vyznačují
velmi dobrou citlivostí, protože maximálně využívají světlo-
citlivou plochu snímače. Technologie CMOS umožňuje (na rozdíl snímačů CCD) implementovat struktury všechny
potřebné elektronické obvody (řídicí obvody programovatelného spínání, generace taktovacího signálů,
výstupní obrazový zesilovač převodník D/A apod).5-13).4 Plošné souřadnicově adresovatelné světlocitlivé snímače injekcí náboje CID
Princip činnosti tohoto typu snímačů patrný obr.5-14b.14. Zvětšení barev-
né rozlišovací schopnosti lze získat interpolací.
Obr.
5.5:13: Princip vytváření tří složkových signálů plošném
snímači BCCD napařenými vertikálními prouž-
kovými barevnými filtry
Jeden „barevný“ obrazový bod této architektuře tedy
tvoří tři pixely snímače (ve směru vodorovném) jeho
výsledná barva získává kombinací složkových barev-
ných signálů při signálovém zpracování. Postup přepínání řídicích napětí sběrnicích je
patrný obr.5 Světlocitlivé snímače bázi technologie CMOS
V některých pramenech jsou také nazývané spínané matice fotodiod. Mají však poněkud menší světelnou citlivost. ukončení cyklu představují změny
potenciálu sloupcových elektrodách obrazový signál od-
povídající světlem akumulovanému náboji příslušné buň-
ce (vzniká proudem protékajícím společným zatěžovacím
odporem při uzemnění odpovídající sběrnice).Každá buňka integrované CMOS struktury obsahuje kromě světlocitlivého elementu
s pamětí také aktivní zesilovač.
. Tyto snímače jsou rovněž řízeny adresovacím systémem sběrnic. Používají proto
obvykle levnějších kamkordérech, mobilních telefonech vyšších generací apod. Obrazový
signál lze tedy vysouvat speciálních (netelevizních) apli-
aplika kacích libovolným algoritmem.35
5.
Obr. v
digitální fotografii technologie SuperCCD.14: Část struktury adresovatelného snímače
CID, postup přepínání adresovacích
řídicích signálů
