Image Sensor สามารถเปลี่ยนแสงให้เป็นภาพได้ โดยการวัดจากปริมาณไฟฟ้าที่เกิดขึ้นในแต่ละ Photosite
ส่วนขาวของภาพจะมีแสงมาก ส่วนของ Photosite ที่รับแสงบริเวณนั้นก็จะได้รับแสงมาก เกิดกระแสไฟฟ้ามาก
ส่วนมืดของภาพจะมีแสงน้อย ส่วนของ Photosite ที่ได้รับแสงจากส่วนมืดก็จะเกิดกระแสไฟฟ้าน้อยลงไป ส่วน
ที่แสงปานกลางก็จะเกิดกระแสไฟฟ้าในช่วงกลาง ๆ ตามลำดับ เมื่อกระแสไฟฟ้าถูกเปลี่ยนเป็นตัวเลขโดย D/A
Converter จากตัวเลขนั้นจะสามารถเปลี่ยนเป็นภาพได้ ตัวเลขมากเท่ากับส่วนขาว ตัวเลขน้อยเท่ากับส่วนดำ
ตามสัดส่วนกันไป
Image Sensor ซึ่งภายในประกอบด้วย Photosite ขนาดเล็กจำนวนมาก จะรับรู้แต่ปริมาณแสงที่ตกลงบน
Photosite เท่านั้น นั้นคือ Image Sensor มองภาพเป็นขาวดำ แต่ภาพที่เราต้องการเป็นภาพสี จึงต้องมีการใส่
ฟิลเตอร์สีไปหน้า Photosite เพื่อแยกภาพออกเป็นขาวดำของแม่สีต่าง ๆ ฟิลเตอร์ที่ใช้หน้า Photosite จะมี
หลายแบบ เช่น ฟิลเตอร์ RGB ซึ่งเป็นแม่สีในระบบแม่สีบวก หรือฟิลเตอร์ CMY เป็นแม่สีในระบบแม่สีลบ เกือบ
ทั้งหมดใช้แบบ RGB หรืออาจจะใช้ฟิลเตอร์สีใส่หน้าแหล่งกำเนิดแสงหรือหน้าเลนส์ แล้วถ่ายภาพทีละสี
กล้องดิจิตอลส่วนใหญ่จะใช้ฟิลเตอร์หน้าCCD แบบ RGB เพื่อแยกสีของภาพโดยจะมีฟิลเตอร์สีเขียวมากกว่าสี
น้ำเงินและแดง ฟิลเตอร์จะให้แสงที่มีสีเหมือนตัวเองผ่านไปได้ แต่กั้นแสงสีที่ไม่เหมือนตัวเองเอาไว้
Photosite สีแดงจะมองเห็นภาพสี ขาว เหลือง ม่วง แดง และส้ม มองไม่เห็นเขียว น้ำเงิน และฟ้า
Photosite สีเขียวจะมองเห็นภาพสี ขาว เหลือง ส้ม เขียว และฟ้า มองไม่เห็นแดง น้ำเงิน และม่วง
Photosite สีน้ำเงินจะมองเห็นภาพสี ขาว ม่วง ฟ้า น้ำเงิน มองไม่เห็นเขียว เหลือง ส้ม และแดง
Photosite แต่ละตำแหน่งจะให้ข้อมูลเพียงสีเดียวเท่านั้น หรือ 1 ตำแหน่งมี 1 ข้อมูล แต่ภาพสีที่สมบูรณ์จะต้อง
มีข้อมูล 3 สีใน 1 ตำแหน่ง หรือกล่าวได้ว่า ภาพที่ได้จาก Image Sensor แบบ Color Matrix จะมีข้อมูลสีเพียง
1 ใน 3 เท่านั้น ขาดข้อมูลไป 2/3 ส่วนที่ขาดหายไปจึงต้องทำการจำลองข้อมูล หรือ Interpolated
ในปัจจุบันมีการใช้ Image Sensor อยู่ 2 รูปแบบคือ CCD และ CMOS
CCD ชื่อเต็มคือ Charge-Couple Devices ภายในมี Photosite ขนาดเล็กซึ่งไวต่อแสงทำหน้าที่เป็นตัวรับแสง
เมื่อแสงตกลงมาจะเกิดอิเลกตรอนที่ผิวหน้า อิเลกตรอนจะถูกดึงไปที่ Read out register แล้วส่งไปยัง
Amplifier เพื่อขยายสัญญาณ จากนั้นจะถูกส่งไปยัง D/A Converter เพื่อแปลงสัญญาณไฟฟ้าให้เป็นข้อมูล
ดิจิตอล การอ่านสัญญาณไฟฟ้าของ CCD จะอ่านที่ละแถว โดยเริ่มจากแถวที่ใกล้กับ Read out register ก่อน
เมื่ออ่านค่าเสร็จจะมีการลบข้อมูลของแถวนั้นแล้วอ่านของแถวลำดับต่อไป โดยอิเล็กตรอนจะกระโดดข้ามมาที่
ละแถวเพื่อเข้าสู่ Read out Register
ปัญหาของ CCD คือไม่สามารถผลิตในปริมาณมาก ๆ ได้ ต้นทุนสูง และผลิตให้มีขนาดใหญ่ได้ยาก ทำให้ต้น
ทุนการผลิตสูง ราคาของกล้องที่ใช้ CCD จึงสูง โดยเฉพาะ CCD ขนาดใหญ่
CMOS ย่อมาจาก Complementry Metal Oxide Semiconductor ดัดแปลงมาจาก WAFER หรือ FAB ที่ใช้ใน
การผลิตหน่วยความจำและ CPU ของเครื่องคอมพิวเตอร์ เช่น Pentium III ซึ่งมีชิพเล็ก ๆ อยู่ภายในถึง 10
ล้านตัว กระบวนการผลิต CMOS Image Sensor ใช้กระบวนการเดียวกับการผลิต CMOS ของคอมพิวเตอร์ จึง
สามารถผลิตในปริมาณมาก ต้นทุนต่ำกว่า CCD อย่างมาก CMOS แบ่งออกเป็น 2 ชนิดคือ
1. Passive Pixel Sensors
เมื่อ Photositeได้รับแสงและเกิดกระแสไฟฟ้า สัญญาณไฟฟ้าจะถูกส่งออกไปนอก CMOS ทำการขยาย
สมัครสมาชิก:
ส่งความคิดเห็น (Atom)
บทความ
ไม่มีความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น