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[導讀]說起數(shù)碼相機,大概可以分為單反、微單和卡片機等,從畫幅來分,大概可以分為大畫幅、中畫幅、全畫幅、半畫幅和更小尺寸,比如說4/3英寸、一英寸以及1/1.2英寸或者1/1.7英寸,1/2.3英寸等。從前往后數(shù),越往后尺幅越小。

說起數(shù)碼相機,大概可以分為單反、微單和卡片機等,從畫幅來分,大概可以分為大畫幅、中畫幅、全畫幅、半畫幅和更小尺寸,比如說4/3英寸、一英寸以及1/1.2英寸或者1/1.7英寸,1/2.3英寸等。從前往后數(shù),越往后尺幅越小。

很多人都知道,傳感器尺寸越大,則畫質(zhì)越好,因為大家都明白“底大一級壓死人”的道理。但是很多人卻并不知道,同樣的尺寸,不同類型的傳感器其實在畫質(zhì)、感光度、反應(yīng)速度等各方面都有很大的差異。

今天我們就來深度解析一下關(guān)于影像傳感器和鏡頭方面的問題。

先來說影像傳感器:大家都知道數(shù)碼相機最重要的三大件就是鏡頭、影像傳感器和影像處理器,影像傳感器在一部數(shù)碼相機機身中的作用是至關(guān)重要的,也是決定性的。

影像傳感器從材料來分,目前的傳感器主要有兩類:一類是電荷耦合組件圖像傳感器,也被稱其為CCD,這只傳感器成本較高,主要是工業(yè)用途和軍用。另一種是互補性氧化金屬半導體,也被稱為CMOS,目前主流的民用數(shù)碼相機都是用的CMOS,包括一些旗艦機型。

所以平時大家所說的影像傳感器,其實就是CMOS,所以今天專門針對CMOS來說。目前主流的CMOS傳感器,分為前照式、背照式和堆棧式。

前照式傳感器也就是過去多年來一直使用的傳統(tǒng)傳感器。它金屬線路層在光電二極管上方,這種傳感器現(xiàn)在來看是成像質(zhì)量和高感表現(xiàn)最差的一種,一般都用在低端的入門級單反和微單上面。

而背照式傳感器則是金屬線路層在光電二極管下方,這么做的好處是傳感器不會因為金屬線路層的遮擋而損失光線,其光線利用率高出前照式至少30%以上,畫質(zhì)更細膩,噪點更少?,F(xiàn)在的一些高端的單反和微單機身都是采用背照式傳感器。

“水凝膠傳感器的工作原理是它們產(chǎn)生電壓和電流以對壓力或觸摸等刺激做出反應(yīng)——我們稱之為壓電效應(yīng)。但我們并不確切知道這些電壓是如何產(chǎn)生的,”該研究的主要作者 Yuta 說Dobashi,他作為 UBC 生物醫(yī)學工程碩士學位的一部分開始了這項工作。

在 UBC 研究員設(shè)計了水凝膠傳感器,其中包含不同大小的正離子和負離子的鹽。他和 UBC 物理和化學系的合作者應(yīng)用磁場來精確跟蹤當向傳感器施加壓力時離子是如何移動的。

“當對凝膠施加壓力時,該壓力會以不同的速度分散液體中的離子,從而產(chǎn)生電信號。通常較小的正離子比較大的負離子移動得更快。這會導致離子不均勻產(chǎn)生電場的分布,這就是壓電傳感器工作的原因?!?

研究人員說,這一新知識證實了水凝膠的工作方式與人類檢測壓力的方式相似,這也是通過移動離子來響應(yīng)壓力,激發(fā)了離子皮膚的潛在新應(yīng)用。

“顯而易見的應(yīng)用是制造直接與細胞和神經(jīng)系統(tǒng)相互作用的傳感器,因為電壓、電流和響應(yīng)時間就像跨細胞膜的那些,”UBC 應(yīng)用科學學院電氣和計算機工程教授 Madden 博士說. “當我們將傳感器連接到神經(jīng)時,它會在神經(jīng)中產(chǎn)生信號。反過來,神經(jīng)會激活肌肉收縮?!?

2021年3月9日,來自浙江大學的研究團隊利用芯片級的微納加工工藝,制造了一款可穿戴式莖流傳感器。這款傳感器輕薄如紙,厚度僅0.01毫米,重0.24克,貼在植物葉片上,如同“紋身”一樣。

研究團隊利用先進微機械、材料和納米加工技術(shù),讓此款傳感器具有超薄、柔軟、可拉伸且重量輕的特點,陽光、氧氣、水和二氧化碳等物質(zhì)能自由通過傳感器,透水、透光、透氣性強,使得傳感器能在不干擾植物自然生長的情況下與其長期共存。

隨后,研究團隊利用莖流傳感器開展了一系列的實驗,他們在西瓜莖稈關(guān)鍵幾個點部署了傳感器,觀察水分在西瓜葉片、果實、莖稈上等不同器官的動態(tài)分配情況。

通過對西瓜莖稈莖流數(shù)據(jù)的監(jiān)測分析,研究團隊首次發(fā)現(xiàn)了西瓜果實生長與光合作用不同步的現(xiàn)象。

在現(xiàn)下生物教科書中,一般認為植物生長主要依靠光合作用的能量積累,而夜間以消耗生物量的呼吸作用為主,所以果實的生長也應(yīng)與植株一樣主要在白天,即與光合作用同步。

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