ෆෝටෝන හඳුනාගැනීමේ දියුණුව විවිධ ක්ෂේත්‍රවල, විශේෂයෙන් දෘශ්‍ය ඉංජිනේරු විද්‍යාවේ විප්ලවීය වෙනසක් සිදු කර ඇත. මෙම වසමේ එක් වැදගත් තාක්ෂණයක් වන්නේ CMOS රූප සංවේදකයයි. මෙම ලිපියෙන්, අපි CMOS රූප සංවේදක, ෆෝටෝන හඳුනාගැනීමේදී ඒවායේ භූමිකාව, ක්‍රියාකාරී මූලධර්ම සහ දෘශ්‍ය ඉංජිනේරු විද්‍යාවේ ඒවායේ යෙදීම් ගවේෂණය කරන්නෙමු.
CMOS රූප සංවේදක යනු කුමක්ද?
අනුපූරක ලෝහ ඔක්සයිඩ් අර්ධ සන්නායක (CMOS) රූප සංවේදක යනු පින්තූර ග්‍රහණය කර සැකසීමට CMOS තාක්ෂණය භාවිතා කරන රූප සංවේදක වර්ගයකි. ඒවා ඩිජිටල් කැමරා, ස්මාර්ට් ෆෝන් සහ විවිධ රූපකරණ යෙදුම්වල බහුලව භාවිතා වේ.
ෆෝටෝන හඳුනාගැනීමේදී CMOS රූප සංවේදකවල කාර්යභාරය
එන ෆෝටෝන ඉලෙක්ට්‍රොනික සංඥා බවට පරිවර්තනය කිරීමෙන් ෆෝටෝන හඳුනාගැනීමේදී CMOS රූප සංවේදක තීරණාත්මක කාර්යභාරයක් ඉටු කරයි. ෆෝටෝන සංවේදකයට පහර දුන් විට, ඒවා ඉලෙක්ට්‍රෝන සිදුරු යුගල නිර්මාණය කරයි, පසුව ඒවා හඳුනාගෙන වෝල්ටීයතා සංඥා බවට පරිවර්තනය වේ. මෙම ක්‍රියාවලිය CMOS සංවේදක භාවිතයෙන් ෆෝටෝන හඳුනාගැනීමේ පදනම සාදයි.
ෆෝටෝන හඳුනාගැනීමේදී CMOS රූප සංවේදකවල ක්‍රියාකාරී මූලධර්ම
CMOS රූප සංවේදකවල ක්‍රියාකාරී මූලධර්මයට ප්‍රධාන පියවර කිහිපයක් ඇතුළත් වේ:
- ෆෝටෝන අවශෝෂණය: එන ෆෝටෝන සංවේදකයේ පික්සල් අරාව මගින් අවශෝෂණය කර ඉලෙක්ට්‍රෝන සිදුරු යුගල උත්පාදනය කරයි.
- ආරෝපණ සමුච්චය: ජනනය කරන ලද ඉලෙක්ට්‍රෝන සිදුරු යුගල එක් එක් පික්සලය තුළ විභව ළිංවල එකතු වේ.
- ආරෝපණ-වෝල්ටීයතා පරිවර්තනය: සමුච්චිත ආරෝපණ වෝල්ටීයතා සංඥාවක් බවට පරිවර්තනය කරනු ලැබේ, එය තවදුරටත් සකස් කර ඩිජිටල්කරණය කරනු ලැබේ.
දෘශ්‍ය ඉංජිනේරු විද්‍යාවේ යෙදුම්
CMOS රූප සංවේදක දෘෂ්‍ය ඉංජිනේරු විද්‍යාවේ පුළුල් යෙදුම් සොයාගෙන ඇත, නමුත් ඒවාට සීමා නොවේ:
- වෛද්‍ය ප්‍රතිරූප: CMOS සංවේදක X-ray රූප සහ එන්ඩොස්කොපි වැනි රෝග විනිශ්චය අරමුණු සඳහා වෛද්‍ය රූපකරණ උපාංගවල භාවිතා වේ.
- යන්ත්‍ර දැක්ම: ඒවා තත්ත්ව පාලනය සහ ස්වයංක්‍රීය පරීක්ෂණ ක්‍රියාවලීන් සඳහා කාර්මික යන්ත්‍ර දර්ශන පද්ධතිවල භාවිතා වේ.
- තාරකා විද්‍යාව: CMOS සංවේදක ඒවායේ සංවේදීතාව සහ අඩු ශබ්ද ලක්ෂණ හේතුවෙන් තාරකා විද්‍යාත්මක රූප සහ ආකාශ වස්තූන් නිරීක්ෂණ සඳහා වැදගත් කාර්යභාරයක් ඉටු කරයි.
- පිටුපස ආලෝකකරණය (BSI): BSI CMOS සංවේදක මඟින් ෆෝටෝනවලට බාධාවකින් තොරව සෘජුවම පික්සල් ප්‍රදේශයට ළඟා වීමට ඉඩ දීමෙන් වැඩි දියුණු කළ ෆෝටෝන හඳුනාගැනීමේ කාර්යක්ෂමතාවයක් ලබා දේ.
- අධිවේගී ප්‍රතිරූපණ: නව CMOS සංවේදක ගතික පරිසරයන් තුළ වේගවත් ෆෝටෝන හඳුනාගැනීම සබල කරමින් අධිවේගී රූපගත කිරීමේ හැකියාව ඇත.
- ක්වොන්ටම් කාර්යක්ෂමතාව වැඩි දියුණු කිරීම: ඉංජිනේරු ප්‍රගතිය ඉහළ ක්වොන්ටම් කාර්යක්ෂමතාවයකට තුඩු දී ඇති අතර, ෆෝටෝන හඳුනා ගැනීමට සහ ග්‍රහණය කිරීමට සංවේදකයට ඇති හැකියාව වැඩි දියුණු කරයි.
CMOS සංවේදක භාවිතයෙන් ෆෝටෝන හඳුනාගැනීමේ දියුණුව
CMOS සංවේදක තාක්ෂණයේ මෑත කාලීන දියුණුව ෆෝටෝන හඳුනාගැනීමේ ඔවුන්ගේ හැකියාවන් තවදුරටත් වැඩි දියුණු කර ඇත. සමහර කැපී පෙනෙන දියුණුවට ඇතුළත් වන්නේ:
නිගමනය
CMOS රූප සංවේදක ෆෝටෝන හඳුනාගැනීමේ විප්ලවීය වෙනසක් ඇති කර ඇති අතර දෘශ්‍ය ඉංජිනේරු යෙදුම්වල බහුලව භාවිතා වේ. ෆෝටෝන ඉලෙක්ට්‍රොනික සංඥා බවට පරිවර්තනය කිරීමේ හැකියාව, තාක්ෂණයේ දියුණුවත් සමඟ ඒකාබද්ධව, වෛද්‍ය රූප, තාරකා විද්‍යාව සහ කාර්මික දෘෂ්ටි පද්ධති ඇතුළු විවිධ ක්ෂේත්‍ර සඳහා සැලකිය යුතු දායකත්වයක් ලබා දී ඇත. තාක්ෂණය අඛණ්ඩව විකාශනය වන විට, ෆෝටෝන හඳුනාගැනීමේදී CMOS සංවේදකවල කාර්යභාරය වර්ධනය වනු ඇතැයි අපේක්ෂා කෙරේ, දෘශ්‍ය ඉංජිනේරු විද්‍යාවේ ඒවායේ වැදගත්කම තවදුරටත් වැඩි දියුණු කරයි.