ПЗС-матрицы
ПЗС-матрица — это тип датчика изображения, используемый для захвата света и преобразования его в цифровые сигналы. Она состоит из массива светочувствительных пикселей, которые собирают фотоны и преобразуют их в электрические заряды.
Для начала съемки заряд одновременно сбрасывается со всего датчика (глобальный затвор). В процессе воздействия на датчик накапливается заряд, по окончании экспозиции собранный заряд перемещаются в замаскированную область внутри каждого пикселя (так называемый межстрочная ПЗС-матрица), где они могут ожидать считывания без подсчета новых обнаруженных фотонов. Активная область пикселей может начать экспозицию следующего кадра - заряд сохраняется в замаскированной области пикселя. Затем заряды (с каждого пикселя) перемещаются в «регистр считывания», на АЦП. Этот процесс повторяется до тех пор, пока не будет подсчитано количество обнаруженных зарядов во всех пикселях.
Способ считывания данных с ПЗС-матрицы отличается от способа считывания данных с КМОП-матрицы достаточно существенно:
● Передача заряда.
Захваченные фотоэлектроны электростатически перемещаются от пикселя к пикселю по сенсору к области считывания в нижней части.
● Механизм считывания
Вместо целого ряда аналого-цифровых преобразователей (АЦП), работающих параллельно, в ПЗС-матрицах используется всего один или два АЦП (а иногда и больше), которые считывают пиксели последовательно.
● Размещение конденсаторов и усилителей
Каждый АЦП имеет один конденсатор и один усилитель (вместо того, чтобы конденсаторы и усилители находились в каждом пикселе).
🌟 Астрономия
ПЗС-матрицы играют решающую роль в астрономической съёмке /есть они, например, в NIRCAM, которая помещена в телескоп «Джеймс Уэбб»/, благодаря своей способности улавливать слабый свет от далеких звезд и галактик. Они широко используются как в обсерваториях, так и в любительской астрономии для астрофотографии с длительной выдержкой, обеспечивая получение четких и детализированных изображений.
🔬 Микроскопия и науки о жизни
В биологических науках ПЗС-датчики используются для регистрации слабых сигналов флуоресценции или тонких клеточных структур. Их высокая чувствительность и однородность делают их идеальными для таких применений, как флуоресцентная микроскопия, визуализация живых клеток и цифровая патология. Линейная зависимость отклика от света обеспечивает точный количественный анализ.
📋 Контроль качества полупроводниковых изделий
ПЗС-датчики играют решающую роль в производстве полупроводников, особенно для контроля качества пластин. Их высокое разрешение и стабильное качество изображения необходимы для выявления микроскопических дефектов в микросхемах, обеспечивая точность, требуемую в полупроводниковом производстве.
🩻 Рентгеновская и научная визуализация
ПЗС-датчики также используются в системах обнаружения рентгеновского излучения и других специализированных приложениях для получения изображений. Их способность поддерживать высокое отношение сигнал/шум, особенно при охлаждении, имеет решающее значение для получения четких изображений в сложных условиях, таких как кристаллография, анализ материалов и неразрушающий контроль.
Здесь можно подробнее посмотреть о телескопе:
https://habr.com/ru/articles/670044/?ysclid=mv3tq910b6376932370#part4_1
ПЗС-матрица — это тип датчика изображения, используемый для захвата света и преобразования его в цифровые сигналы. Она состоит из массива светочувствительных пикселей, которые собирают фотоны и преобразуют их в электрические заряды.
Для начала съемки заряд одновременно сбрасывается со всего датчика (глобальный затвор). В процессе воздействия на датчик накапливается заряд, по окончании экспозиции собранный заряд перемещаются в замаскированную область внутри каждого пикселя (так называемый межстрочная ПЗС-матрица), где они могут ожидать считывания без подсчета новых обнаруженных фотонов. Активная область пикселей может начать экспозицию следующего кадра - заряд сохраняется в замаскированной области пикселя. Затем заряды (с каждого пикселя) перемещаются в «регистр считывания», на АЦП. Этот процесс повторяется до тех пор, пока не будет подсчитано количество обнаруженных зарядов во всех пикселях.
Способ считывания данных с ПЗС-матрицы отличается от способа считывания данных с КМОП-матрицы достаточно существенно:
● Передача заряда.
Захваченные фотоэлектроны электростатически перемещаются от пикселя к пикселю по сенсору к области считывания в нижней части.
● Механизм считывания
Вместо целого ряда аналого-цифровых преобразователей (АЦП), работающих параллельно, в ПЗС-матрицах используется всего один или два АЦП (а иногда и больше), которые считывают пиксели последовательно.
● Размещение конденсаторов и усилителей
Каждый АЦП имеет один конденсатор и один усилитель (вместо того, чтобы конденсаторы и усилители находились в каждом пикселе).
🌟 Астрономия
ПЗС-матрицы играют решающую роль в астрономической съёмке /есть они, например, в NIRCAM, которая помещена в телескоп «Джеймс Уэбб»/, благодаря своей способности улавливать слабый свет от далеких звезд и галактик. Они широко используются как в обсерваториях, так и в любительской астрономии для астрофотографии с длительной выдержкой, обеспечивая получение четких и детализированных изображений.
🔬 Микроскопия и науки о жизни
В биологических науках ПЗС-датчики используются для регистрации слабых сигналов флуоресценции или тонких клеточных структур. Их высокая чувствительность и однородность делают их идеальными для таких применений, как флуоресцентная микроскопия, визуализация живых клеток и цифровая патология. Линейная зависимость отклика от света обеспечивает точный количественный анализ.
📋 Контроль качества полупроводниковых изделий
ПЗС-датчики играют решающую роль в производстве полупроводников, особенно для контроля качества пластин. Их высокое разрешение и стабильное качество изображения необходимы для выявления микроскопических дефектов в микросхемах, обеспечивая точность, требуемую в полупроводниковом производстве.
🩻 Рентгеновская и научная визуализация
ПЗС-датчики также используются в системах обнаружения рентгеновского излучения и других специализированных приложениях для получения изображений. Их способность поддерживать высокое отношение сигнал/шум, особенно при охлаждении, имеет решающее значение для получения четких изображений в сложных условиях, таких как кристаллография, анализ материалов и неразрушающий контроль.
Здесь можно подробнее посмотреть о телескопе:
https://habr.com/ru/articles/670044/?ysclid=mv3tq910b6376932370#part4_1