ఇమేజ్ సెన్సర్

ఇమేజ్ సెన్సర్ (చిత్ర సంవేదిక)  (ఆంగ్లం: Image sensor) అనేది, ఒక దృష్టిసంబంధ చిత్రాన్ని విద్యుత్ సంకేతంగా మార్చే పరికరం. దీనిని చాలావరకూ డిజిటల్ కెమెరాలు, ఇతర చిత్రీకరణ పరికరాల్లో వాడతారు. ప్రారంభ సెన్సర్లు వీడియో కెమెరా ట్యూబులుగా ఉండేవి, కానీ ఆధునికమైనది.

CCD ప్రతిగా CMOS
ఈనాడు, చాలావరకూ డిజిటల్ స్టిల్ కెమెరాలు ఒక CCD ఇమేజ్ సెన్సర్ లేదా ఒక CMOS సెన్సర్ ఉపయోగించడం జరుగుతుంది. రెండు రకాల సెన్సర్లూ కాంతిని గ్రహించి, దాని విద్యుత్ సంకేతాలుగా మార్చే పనినే చేస్తాయి.

ఒక CCD అనేది అనలాగ్ పరికరం. చిప్‍పై కాంతి పడినప్పుడు, ప్రతి ఫోటో సెన్సర్లోనూ అది విద్యుదావేశంగా బంధింపబడుతుంది. చిప్‍నుండి మార్చేప్పుడు ఆ ఆవేశాలు ఒకసారికి ఒక పిక్సెల్‍గా వోల్టేజీలోకి మార్చబడతాయి. కెమెరాలోని అదనపు సర్క్యూట్లు వోల్టేజీని డిజిటల్ సమాచారంగా మారుస్తాయి.

ఒక CMOS చిప్ అనేది CMOS సెమికండక్టర్ ప్రక్రియను ఉపయోగించి తయారుచేసిన ఒకరకమైన ఆక్టివ్ పిక్సెల్ సెన్సర్. ప్రతి ఫోటో సెన్సర్ ప్రక్కనే ఉండే అదనపు సర్క్యూట్లు, కాంతి శక్తిని వోల్టేజీగా మారుస్తాయి. వోల్టేజీని డిజిటల్ సమాచారంగా మార్చేందుకు చిప్‍పైని అదనపు సర్క్యూట్లను కూడా చేర్చవచ్చు.

ఈ రెండు రకాల సాంకేతికతలోనూ ఇమేజ్ నాణ్యతలో స్పష్టమైన లాభం కనిపించదు. CMOS సెన్సర్లలో గ్లోబల్ షట్టర్ సర్క్యూట్లు ఉండవు, కాబట్టి వాటిలో రోలింగ్ షట్టర్ వక్రీకరణానికి అవకాశం ఉంటుంది. మరొక వైపు, CCD సెన్సర్లలో ప్రకాశవంతమైన కాంతి వెలువడినప్పుడు, సెన్సర్‍పై భారం అధికమై నిలువుగీతలు ఏర్పడతాయి; కానీ ఉన్నత-శ్రేణి ఫ్రేం ట్రాన్స్ఫర్ CCDలలో ఈ సమస్య ఉండదు.

CCDల కన్నా CMOSలో తక్కువ భాగాలతో అమలుపరిచే అవకాశం, తక్కువ శక్తి వినియోగం, /లేదా వేగంగా మార్పిడి ఉంటుంది. CCD అనేది మరింత పరిణతి చెందిన సాంకేతికత, ఎన్నో విషయాలలో CMOSకు సమానంగా ఉంటుంది.ఫోటోనిక్స్ స్పెక్ట్రా 2001 నుండి CCD ప్రతిగా CMOS విన్సెంట్ బొక్కేర్ట్ వ్రాసిన సెన్సర్లు CCD సెన్సర్లకన్నా CMOS సెన్సర్లు తయారుచేయడం తక్కువ ఖర్చుతో కూడుకున్నది.

మరొక మిశ్రమ CCD/CMOS నిర్మాణంలో, "sCMOS" పేరిట అమ్మబడేది, CMOS రీడ్‍ఔట్ ఇంటెగ్రేటెడ్ సర్క్యూట్స్ (ROICలు) ఉంటాయి, ఇవి ఒక CCD ఇమేజింగ్ స్వరూపానికి బంధింపబడి ఉంటాయి – ఈ సాంకేతికతను పరారుణ ఫోకల్ ప్లేన్ వరుసల కొరకు తయారు చేసినప్పటికీ, ప్రస్తుతం సిలికాన్-ఆధారిత డిటెక్టర్ సాంకేతికతలో ఉపయోగిస్తున్నారు. మరొక మార్గంలో, ఆధునిక CMOS సాంకేతికతలోని అతి సూక్ష్మ పరిమాణాలను ఉపయోగించి, CCD వంటి స్వరూపాన్ని, పూర్తిగా CMOS సాంకేతికతలో నిర్మిస్తారు. దీనిని, అతి చిన్న మార్గాల గుండా ఒక్కొక్క పాలీ-సిలికాన్ ద్వారాలను విడదీయడం ద్వారా సాధించవచ్చు. ఈ మిశ్రమ సెన్సర్లు ఇంకా పరిశోధన దశలోనే ఉన్నాయి,, CCDలు, CMOS ఇమేజర్స్ రెండింటి లాభాలనూ కలిపి అందించగలవు.CCD ఇన్ CMOS పద్మకుమార్ R. రావు మొదలగువారు., "CCD స్ట్రక్చర్స్ ఇంప్లిమెంటెడ్ ఇన్ స్టాండర్డ్ 0.18 µm CMOS టెక్నాలజీ"

పనితీరు
ఇమేజ్ సెన్సర్ యొక్క పనితీరును పరిశీలించడానికి ఎన్నో కొలమానాలున్నాయి, వీటిలో దాని కార్యశీల దూరం, దాని సంకేతం-నుండి-శబ్దానికి నిష్పత్తి, దాని తక్కువ-కాంతి సున్నితత్వం మొదలైనవి ఉంటాయి. పోల్చదగిన సెన్సర్ల రకాలకు, పరిమాణం పెరగడం వలన, సంకేతం-నుండి-శబ్దానికి నిష్పత్తి, కార్యశీల దూరం పెరుగుతాయి.

కలర్ సెన్సర్లు
కలర్ ఇమేజ్ సెన్సర్లలో ఎన్నో ప్రధాన రకాలున్నాయి, వీటిలో వర్ణ విభేద యంత్రాంగం ఆధారంగా తేడాలుంటాయి:
 బేయర్ సెన్సర్, తక్కువ-ఖరీదైనది, అతిసామాన్యం, ఇందులో ఎన్నుకున్న పిక్సెల్ సెన్సర్ల గుండా ఎరుపు, ఆకుపచ్చ, లేదా నీలి రంగు ప్రసారం చేసే కలర్ ఫిల్టర్ వరుస ద్వారా ఎరుపు, ఆకుపచ్చ, లేదా నీలి రంగులకు స్పందించే గడుల అల్లిక ఉంటుంది – ఇందులో లేని వర్ణాలు ఒక డీ-మొజాయికింగ్ సూత్రాన్ని ఉపయోగించి చొప్పిస్తారు. చొప్పించిన కలర్ సమాచారం తప్పించడానికి, కలర్ కో-సైట్ శాంప్లింగ్ వంటి పద్ధతులు, కలర్ సెన్సర్‍ను ఒక్కో పిక్సెల్‍గా మార్చేందుకు పీజో యంత్రాంగాన్ని వాడడం జరుగుతుంది. ఈ బేయర్ సెన్సర్లలో ఇంకా వెనుకవైపు ప్రకాశం కలిగిన సెన్సర్లు ఉంటాయి, ఇందులో ట్రాన్సిస్టర్లు, లోహపు తీగలు ఉన్న వైపు నుండి వ్యతిరేక దిశ గుండా సున్నితమైన సిలికాన్ మీదకు కాంతి ప్రవేశిస్తుంది, దీంతో ఉపకరణం పైని లోహపు భాగాలు కాంతిని అడ్డగించవు,, సామర్థ్యం పెరుగుతుంది.ఆమ్నివిజన్ ఆన్ బ్యాక్‍సైడ్ ఇల్యూమినేటెడ్ CMOS సెన్సర్స్
 ఫోవియాన్ X3 సెన్సర్, పిక్సెల్ సెన్సర్ల పొరల వరుసను ఉపయోగించి, తరంగదైర్ఘ్యం ఆధారంగా కాంతిని గ్రహించే సిలికాన్ ధర్మం నుండి, ప్రతి ప్రదేశమూ అన్ని మూడు కలర్ ఛానళ్ళనూ గుర్తిస్తుంది.
 3CCD, మూడు వివిధ ఇమేజ్ సెన్సర్లను ఉపయోగించి, ఒక డై-క్రాయిక్ ప్రిజం ద్వారా వర్ణాలను వేరుచేస్తుంది. ఇందులో అత్యున్నత నాణ్యత ఉంటుంది,, సాధారణంగా ఒక-CCD సెన్సర్లకన్నా ఖరీదైనది.

డిజిటల్ కెమెరాలలో ఉపయోగించే సెన్సర్లు

 వెడల్పు ఎత్తు ఆకార నిష్పత్తి వాస్తవ పిక్సెల్ సంఖ్య మెగాపిక్సెల్స్  కెమెరా ఉదాహరణలు 320 240 32px|4:3 ఆకార నిష్పత్తి 76,800 0.77% స్టీవెన్ సాస్సన్ నమూనా (1975) 640 480 32px|4:3 ఆకార నిష్పత్తి 307,200 0.77% ఆపిల్ క్విక్‍టేక్ 100 (1994) 832 608 32px|4:3 ఆకార నిష్పత్తి 505,856 0.77% కానన్ పవర్‍షాట్ 600 (1996) 1,024 768 32px|4:3 ఆకార నిష్పత్తి 786,432 0.77% ఒలింపస్ D-300L (1996) 1,280 960 32px|4:3 ఆకార నిష్పత్తి 1,228,800 1.3 ఫ్యుజిఫిల్మ్ DS-300 (1997) 1,280 1,024 40.4% 1,310,720 1.3 ఫ్యుజిఫిల్మ్ MX-700 / లైకా డిజిలక్స్ (1998), ఫ్యుజిఫిల్మ్ MX-1700 (1999) / లైకా డిజిలక్స్ జూమ్ (2000) 1,600 1,200 32px|4:3 ఆకార నిష్పత్తి 1,920,000 2 నికాన్ కూల్‍పిక్స్ 950 2,012 1,324 32px|3:2 ఆకార నిష్పత్తి 2,663,888 2.74 నికాన్ D1 2,048 1,536 32px|4:3 ఆకార నిష్పత్తి 3,145,728 3 కానన్ పవర్‍షాట్ A75, నికాన్ కూల్‍పిక్స్ 995 2,272 1,704 32px|4:3 ఆకార నిష్పత్తి 3,871,488 4 ఒలింపస్ స్టైలస్ 410, కంటాక్స్ i4R (కానీ CCD అనేది నిజానికి చతురస్రం 2,272x2,272) 2,464 1,648 32px|3:2 ఆకార నిష్పత్తి 4.10.2222ఎ 4.1 కానన్ 1D 2,640 1,760 32px|3:2 ఆకార నిష్పత్తి 4,646,400 × 3 4.7 × 3 (14.1 MP) సిగ్మా SD14, సిగ్మా DP1 (3 పొరల పిక్సెల్స్, ప్రతి పొరకు 4.7 MP, ఫోవియాన్ X3 సెన్సర్లో) 2,560 1,920 32px|4:3 ఆకార నిష్పత్తి 4.10.2222ఎ 5 ఒలింపస్ E-1, సోనీ సైబర్‍షాట్ DSC-F707, సోనీ సైబర్‍షాట్ DSC-F717 2,816 2,112 32px|4:3 ఆకార నిష్పత్తి 5,947,392 6 ఒలింపస్ స్టైలస్ 600 డిజిటల్ 3,000 2,000 32px|3:2 ఆకార నిష్పత్తి 6,016,000 6 నికాన్ D40, D50, D70, D70s, పెంటాక్స్ K100D 3,072 2,048 32px|3:2 ఆకార నిష్పత్తి 6,291,456 6.3 కానన్ 300D, కానన్ 10D 3,072 2,304 32px|4:3 ఆకార నిష్పత్తి 7,077,888 7 ఒలింపస్ FE-210, కానన్ పవర్‍షాట్ A620 3,456 2,304 32px|3:2 ఆకార నిష్పత్తి 7,962,624 8 కానన్ 350D 3,264 2,448 32px|4:3 ఆకార నిష్పత్తి 7,990,272 8 ఒలింపస్ E-500, ఒలింపస్ SP-350, కానన్ పవర్‍షాట్ A720 IS 3,504 2,336 32px|3:2 ఆకార నిష్పత్తి 8,185,344 8.2 కానన్ 30D, కానన్ 1D II, కానన్ 1D II N 3,520 2,344 32px|3:2 ఆకార నిష్పత్తి 8,250,880 8.25 కానన్ 20D 3,648 2,736 32px|4:3 ఆకార నిష్పత్తి 9,980,928 10 ఒలింపస్ E-410, ఒలింపస్ E-510, పానాసోనిక్ FZ50, ఫ్యుజిఫిల్మ్ ఫైన్‍పిక్స్ HS10 3,872 2,592 32px|3:2 ఆకార నిష్పత్తి 10,036,224 10 నికాన్ D40x, నికాన్ D60, నికాన్ D3000, నికాన్ D200, నికాన్ D80, పెంటాక్స్ K10D, సోనీ ఆల్ఫా A100 3,888 2,592 32px|3:2 ఆకార నిష్పత్తి 10,077,696 10.1 కానన్ 400D, కానన్ 40D 4,064 2,704 32px|3:2 ఆకార నిష్పత్తి 10,989,056 11 కానన్ 1Ds 4,000 3,000 32px|4:3 ఆకార నిష్పత్తి 12,000,000 12 కానన్ పవర్‍షాట్ G9, ఫ్యుజిఫిల్మ్ ఫైన్‍పిక్స్ S200EXR 4,032 3,024 32px|4:3 ఆకార నిష్పత్తి 12,192,768 12.3 ఒలింపస్ PEN E-P1 4,256 2,832 32px|3:2 ఆకార నిష్పత్తి 12,052,992 12.1 నికాన్ D3, నికాన్ D3S, నికాన్ D700, ఫ్యుజిఫిల్మ్ ఫైన్‍పిక్స్ S5 ప్రో 4,272 2,848 32px|3:2 ఆకార నిష్పత్తి 12,166,656 12.2 కానన్ 450D 4,288 2,848 32px|3:2 ఆకార నిష్పత్తి 12,212,224 12.2 నికాన్ D2Xs/D2X, నికాన్ D300, నికాన్ D90, నికాన్ D5000, పెంటాక్స్ K-x 4,900 2,580 16:9 12,642,000 12 రెడ్ వన్ మిస్టీరియం 4,368 2,912 32px|3:2 ఆకార నిష్పత్తి 12,719,616 12.7 కానన్ 5D 4,672 3,104 32px|3:2 ఆకార నిష్పత్తి 14,501,888 14.5 పెంటాక్స్ K20D 4,752 3,168 32px|3:2 ఆకార నిష్పత్తి 15,054,336 15.1 కానన్ EOS 500D, కానన్ EOS 50D 4,992 3,328 32px|3:2 ఆకార నిష్పత్తి 16,613,376 16.6 కానన్ 1Ds II, కానన్ 1D మార్క్ IV 5,184 3,456 32px|3:2 ఆకార నిష్పత్తి 17,915,904 17.9 కానన్ EOS 550D, కానన్ EOS 60D, కానన్ EOS 7D 5,270 3,516 32px|3:2 ఆకార నిష్పత్తి 18,529,320 18.5 లైకా M9 5,616 3,744 32px|3:2 ఆకార నిష్పత్తి 21,026,304 21.0 కానన్ 1Ds III, కానన్ 5D మార్క్ II 6,048 4,032 32px|3:2 ఆకార నిష్పత్తి 24,385,536 40.4% సోనీ α 850, సోనీ α 900, నికాన్ D3X 7,500 5,000 32px|3:2 ఆకార నిష్పత్తి 37,500,000 37.5 లైకా S2 7,212 5,142 32px|4:3 ఆకార నిష్పత్తి 39,031,344 39.0 హాజిల్‍బ్లాడ్ H3DII-39 7,216 5,412 32px|4:3 ఆకార నిష్పత్తి 39,052,992 39.1 లైకా RCD100 8,176 6,132 32px|4:3 ఆకార నిష్పత్తి 50,135,232 50.1 హాజిల్‍బ్లాడ్ H3DII-50 8,956 6,708 32px|4:3 ఆకార నిష్పత్తి 60,076,848 60.1 హాజిల్‍బ్లాడ్ H4D-60 8,984 6,732 32px|4:3 ఆకార నిష్పత్తి 60,480,288 60.5 ఫేజ్ వన్ P65+ 9,372 9,372 1:1 87,834,384 87.8 లైకా RC30
ప్రత్యేకమైన సెన్సర్లు
ప్రత్యేక సెన్సర్లను వివిధ అనువర్తనాలైన థెర్మల్ ఇమేజింగ్, మల్టి-స్పెక్ట్రల్ చిత్రాల సృష్టి, వీడియో లారింగోస్కోపులు, గామా కెమెరాలు, ఎక్స్-రేలకు అవసరమైన సెన్సర్ వరుసలు,, ఖగోళ శాస్త్రం కొరకు ఇతర అధిక సున్నితత్త్వం కలిగిన వరుసలలో ఉపయోగిస్తారు.

మూలాలు

బాహ్య లింకులు
 రోజర్ క్లార్క్ వ్రాసిన 

వర్గం:డిజిటల్ ఫోటోగ్రఫీ
వర్గం:ఇమేజ్ సెన్సర్లు