Förord
 Den första i "samlingen" av ljuskänsliga matriser var främre och bakre kamera smartphone en berömd koreansk tillverkare, som vänligt tillhandahölls av Vasyl Stolyarov. Sen skickade jag den gamla firman tomgång kamera Pentax (nedan syfte kommer jag inte det exakta modellen av enheter). Device var död och det var en bra ursäkt för att låta det gå i mina händer omsorg och inte kasta så många gör.
 Och så fort jag såg samlats, fick ett annat erbjudande från min nästan klasskamrat, Elia. Från denna mening kunde jag inte neka. Jag presenterade på modern Canon, som hade problem med att ta bilder.
 Från rött revolutionära Pervomajskiy bord ligger tre kandidater: OEM kameratelefon och kameror Pentax (den äldsta bland alla deltagare) och Canon (förmodligen den yngsta).
 Om någon inte vet varför vi samlats här, i källaren i denna artikel är en länk till det förflutna "upptäckt". Om någon har glömt hur en digitalkamera eller matris Varför då välkommen till Wiki eller se den här videon på kanal Discovery:

 Den teoretiska delen. CCD och CMOS
 Idag matris, genom teknik CMOS (Complementary Metal-Oxide Semiconductor) vann över 90% av världsmarknaden, och för inte så länge sedan vansinnigt populära CCD (Charge-Coupled Device) förutspår en snabb nedgång.
 Orsakerna är många, det är inte en fullständig lista över fördelarna med CMOS-teknik: första, låg strömförbrukning i ett statiskt tillstånd jämfört med CCD, dels CMOS omedelbart "fråga" digital signal som inte kräver ytterligare omvandling (omvandling sker exakt vid varje separat subpyksele), till skillnad från CCD, som egentligen är en analog enhet, för det tredje, billighet av produktionen, särskilt i storskaliga matriser.
 Kort bakgrund av principerna i CMOS-matris genom att använda två video från företaget Canon:


 Men alla våra patienter (kanske med undantag för matris kamera mobiltelefon) tillhör den tid då världen oemotsagda regeln CCD, CMOS och endast samlat styrka och känslighet för senare ta en ledande position. Så några ord, men jag kommer att säga att hur en CCD-matris. En mer detaljerad beskrivning kan alltid hittas på Wiki.
 Således fotonen från ämnet, som passerar genom filtret Bayer, dvs tsvetofyltr typ RGBG eller RGBW filter och samlar mykrolynzu faller på känsliga halvledarmaterial. Absorberas genererar foton elektro-håls par som cellen under påverkan av ett yttre elektriskt fält "split" elektronen "skickas" till statskassan - en potentiell bra, där det kommer att vänta på "läsning".

 Diagram CCD matris
 Läsa samma CCD matrisen är "poyacheechno", så ska uttryckas. Antag att vi har en matris med fem av fem bildpunkter. Först läser vi antalet elektroner på ett enkelt och omfattning av den nuvarande, den första pixeln. Då en särskild controller "skiftar" alla för en cell, flyter dvs laddning från den andra cellen först. Återigen, läs värde och så, tills Läs alla 5 celler. Nästa är en annan controller flyttar vänster "image" ett steg ner och processen upprepas tills de uppmätta strömmarna i alla 25 celler. Det kan tyckas att det är en lång process, men för 5 miljoner pixlar det tar bara en sekund.

 Processen för att läsa bilden av CCD-matrisen
 För att vara helt tydlig, föreslå följande video:



 Den praktiska delen
 Vanligtvis pars vackra människor som är inblandade i vita handskar, de nyligen fick kameror, men de säger att monteringsanvisningar för videon måste betala genom att skicka ett SMS till numret. Nästa kommer att användas ganska lite mer än klumpiga metoder, så jag råder dig att inte upprepa det hemma
 Som bevandrade mobiltelefon, kan du visa sidorna i den tidigare artikeln, så jag kommer inte att ge denna chockerande videon igen.
 Den tidigare nämnda kamera Pentax beviljades myse Darkwood, som, tror jag, är hjärtat måste hälla blod och kinden en tår rulle snål män:

 Av de olika detaljerna, men vi är bara intresserade av LCD-display som kommer att visas för studenter, som kommer till oss för FNM, på turné, hon CCD matrisglas med något misstänk liknar eller polarisator filter och IR-ljus (rött ljus ) för fotografering på natten. Det bör noteras att matrisen stelt fixerad till kroppen av kameran. Således kommer alla vibrationer händerna lätt överföras direkt till den mycket matris som, du ser, inte bidrar till högkvalitativ fotografering. Tydligen har Darkwood järn nerver.
 Det hindrade inte honom, "drunkna" hans favorit kamera. Kommer du ihåg när du anländer i sommar till varmare klimat över havet och kommer att försöka ta en bild nästa våg rullade den kameran - en anordning där strömmarna kan leda till korrosion.


 Omedelbart uppenbart att Canon - lite mer avancerad, mer modern modell än Pentax. Till exempel, fjäderbelastad matrix (i det nedre vänstra bilden klart synliga små fjädrar). Sådan passiva bildstabilisering bidrar till att säkerställa en bättre och skarpare bilder, naturligtvis, om du inte är neurotisk i framskridet stadium!

 Förresten, bild till höger nedan visar tydligt enorm kondensator, ladda blixten på grund av problem som jag en gång var tvungen att skriva av sina digitalkameror Canon.
 Kamera mobiltelefon
 Vi börjar vår analys med en mobiltelefon kamera, som kommer att fokusera inte så mycket tid och ord i den här artikeln från det faktum att själva matrisen har en mycket mikroskopisk storlek och det är hårt arbete (sågning, slipning).
 Det är inte svårt att märka, optiska mikro nedre kanten av matrisen har två zoner: den ljusare och mörkare. Jag hoppas att alla gissade det: under den ljusa sidan ingen diod tillämpas bara sådär, med lager för att stänga en högsta bötesbeloppet andlig organisation matris

 Mikrofotografier som erhållits med hjälp av ett optiskt mikroskop, skiljer sig avsevärt från de som släpper ut ett elektronmikroskop. Till exempel, på grund av "kvadratur områden"?
 Att optiken vi inte ser några transparenta lager (och även om de bara mindre synliga), medan elektronmikroskopi - särskilt yta analysmetod kan det väl vara så att runda färgade fyrkantig topp tsvetofyltrы täckt "caps" . Måtten för de kubosferycheskoho delpixlar är cirka 25 mikrometer.

 Matrix Kamera Pentax
 Forskning CCD-matrix kamera Pentax börjar med optiska mikrofotografier. Till min stora sorg, på grund av steriska svårigheter, som de säger kemister, systemprov-mikroskop, kunde inte vid hög förstoring och överväga några subpykselы.

 Något skriftligt, intressant, och här någonstans se namnen på små kinesiska barn?
 Varje landning pad i kontakt numrerade, men inte till varje summerade samma kontakttråden.

 Men som vi snart kommer att lära sig att räkna - med nanoteknik, naturliga

 En klar gräns mellan matrisen och den "bandning"
 Nästa mikroskop av en anständig tutorial på elektronmikroskopi. Vet du varför elektronmikroskop är inte en mätverktyg? Ja, det är därför: på grund av den lokala uppladdning, liksom sfäriska föremål plötsligt эllypsoydamy:

 Men vi vet att detta område
 Så titta på vad som finns runt den foto matrisen. Eftersom jag inte är en expert på området för elektroniska kretsar, är jag rädd att ens föreslå varför vi behöver alla dessa komplicerade strukturer och "krånglig" ledare, kanske det finns någon som är villig att förklara syftet med följande delar och komponenter (i kommentarerna, förstås) ?

 Bestående kolumner levde sågning och polering

 Dessa skikt kan förväxlas, och linjen och ben rast
 Detta nummer av "titta inuti" - tecknet, efter flera år av "pärs" vi äntligen installerat ett nytt system för mikro, så ibland kan jag inte bara ta vackra bilder, men också för att förklara de kemiska element som består sett.
 Och här är den roliga delen - matrisen i all sin glans. Enligt mesh, i vilka celler lokaliserade mikrosfär-objektiv, kan du se de enskilda ljuskänsliga element (ja, eller deras kvarlevor, eller ganska svårt). Precis nedanför när man diskuterar matrisen Canon jag kommer att förklara i detalj «tvärsnitt» enhetsmatris. Under tiden, låt oss vända oss till de lokala data kemisk analys. Det framgår att mask består av volfram och mikrosfärer som synes är kiseldioxid, som uppifrån "täckta" i vissa polymermaterial.

 Matrix i all sin glans slozhnoustroennoy
 Återgå till den första SEM bilden i det här kapitlet, kan vi konstatera att kontaktplattorna är gjorda av rent guld (oh ja!), Men ledarna inuti sensorn över det synliga, som består av aluminium, som är den tunnaste lagret sprayi kopparhalt som är på gränsen anordningens känslighet.
 Matrix kamera Canon
 Vi fortsätter vår nedsänkning i mikro - och vi nanomyrы som vanligt med optisk mikroskopi. Som med Pentax, Canon kameramatris kunde inte öka på grund av de höga geometriska motsägelser. Men mikrofotografier erhålls kan uppskatta storleken på de enskilda under pixlar - ca 15 mikron, vilket är betydligt mindre än den för matrisen mobiltelefon.

 Optiska mikrofotografier av matrisen Canon
 Förresten, att en av de ansvariga för oförmågan avlägsna det optiska mikroskopet vid hög förstoring - "skyddsglas som täcker matrisen och dess" fyllning ":

 Bra ram: Överför glaset
 Naturligtvis alltid roligt gömmer sig i marker där smula strängt ordnade världen ger en spricka som tittar på flest sakramentala hörn enheten:

 Lite senare kommer vi att återkomma till gulaktiga röda områden detta foto
 Redan bekanta kolumner inget tydligt syfte:

 Hur stabil tennsoldater
 Nu anser mer i detalj enhets CCD-matris. Ovanför CCD-matris täckt med något som liknar ett lager polymer (1), som skyddar de ljuskänsliga delar av aggressiv miljö. Därunder är mykrolynzы färgämne (2 och 3). Men som elektronmikroskopi inte kan få färgbilder, du förmodligen skulle säga, stora eller små målade områden är inte möjlig. Mykrolynzы av kiseldioxid (troligen material för tillverkning) fast i volfram rutnätsceller de (4), enligt vilket döljer känsliga element (5). Och naturligtvis, vilar hela strukturen på ren kiselsubstrat;
 Med tanke på att matrisen dessutom skyddade "cover" glas, är solcell skyddas bättre än den ryske presidenten i hans limousine (om inte, naturligtvis, justerat för skalfaktor).

 Matrisen anordning på objekten.
 Men det är inte allt. Vi lämnade en annan glasbit, som täcker matrisen, vilket verkar vara en polarisator. Det är lite grova runt kanterna, men nästan helt slät på resten av ytan. Liksom optisk mikroskopi ger inget resultat, glas, glas.

 Glas med misstänkt polarisator, inget ovanligt
 Och bara genom elektronmikroskopi hymkontrast inte se bilden och en randig struktur. Tjockleken på en "film" är endast 25 mikrometer, och storleken på de individuella skikten 180 och 100 nm, respektive för en mörk och ljus. På basis av mikroanalys, skulle jag våga föreslå att fler mörka områden berikat titan och ljus - aluminium. I min mening är detta awesome!

 Det visar sig att inuti kameran ränder äger livet!
 Epilog
 Denna värld av det senaste århundradet CCD-matris dök framför oss i dag.
 Tack till alla (Basil per telefon, Elias och Darkwood för kameror), som bidrog till att skapa den här artikeln. Du - bra gjort att stödjas i denna svåra strävan!
 Och apoteos denna artikel, eller snarare dess apofyhey:

 Pokoytes med världen som vi inte tänker på din nya ansökan
 Källa: habrahabr.ru