CMOS成像芯片已经稳步提高,其成本和性能在竞争激烈的智能手机行业中很重要。随着CMOS传感器有了更好和更便宜的,他们便有了更多有趣的测试项目。在这篇文章中,我将演示一个高分辨率传感器,或许这个功能已经在你口袋中的手机里了。
CMOS和CCD
首先让我们快速回顾图像传感器。你可能听说过CMOS和CCD传感器,但有什么区别呢?
如图所示,CCD和CMOS传感器基本上都是光电二极管阵列。在芯片上的光的光子被转换成由一个光电二极管的电荷。所不同的是在周围。CCD传感器是模拟装置,通过电荷转移到一个单独的放大器芯片。CMOS传感器嵌入在每个放大器种。
由于CMOS传感器放大信号转换到数字域,就可以使用更便宜的制造工艺允许低成本成芯片开发。传统上,他们也有许多缺点,因为更多的电路被包含在每个单元中,更少的空间被留下来收集光。由于是多个放大器使用,它难以得到一致的图像,在每个小区的放大器上存在轻微的制造差异。直到最近,CMOS传感器被认为是一个低端的选项。而CCD传感器(通常是大型制冷CCD传感器)仍然经常与大预算的科学应用的首选。
成像DNA
看看有多少可以与CMOS传感器相关的有趣应用。最近的一篇文章描述了一个表面上使用手机摄像头拉伸的单个分子的成像。这些结果是非常令人印象深刻。当你考虑到每个片段只有10微米长(0.01mm)。研究人员拥三维打印了一个手机,其中包括一个蓝色的激励激光。这种激光被用来照亮已被拉伸的表面上,并用荧光染料染色。当被照亮时,染料变绿色,并通过一个过滤器和放大镜,它被手机摄像头检测到。
虽然这是一个极端例子,有人建议用廉价的基于手机的显微镜用于病原体检测,通过荧光显微镜便成为一个工具的廉价手机。
通用的显微镜
如果你不太感兴趣,还有一种通用的廉价显微镜。
这种原本是在展览会上免费赠送的。然而,现在可以从他们的网站上化10美元购买。显微镜是一种平板激光切割试剂盒。虽然它可能有点难以装配,但搞定它应该不会超过15分钟左右。
这个项目很有趣,但它的性能很好。为了研究这个问题,他们做了一个实验。
这个目标让你确定你可以用显微镜来解决的最小事情。
我所获得的图像,使用木显微镜在左边显示如下。右边是使用了我的显微镜。看起来10美元的显微镜干的不错。
传统显微镜的拍摄图像
显微镜成像微米尺度的特点是非常有趣的,我最常使用的显微镜是一种通用的检查显微镜检测元件和贴片返工。我经常想快速地捕捉一件作品,来记录我的进步,或者突出一个错误。在过去,我一直在努力把手机和镜头组合,以便拍摄一个图片。这类作品令人惊讶,但它是一个复杂而尴尬的过程。
当我用目镜卡口适配器和廉价的CCD成像仪时。结果不太理想,我通常只想快速捕捉并上传它。不过,经过一番摆弄可以产生相当合理的图像。
希望这个简短的文章会给你一些启示。我想听听关于更多光学的项目。你如何使用你的旧手机的相机?