ПЗС-сенсор … что это?

CCD матрица… что это?

  1. Отношение производителей конечной продукции к выбору между CCD и CMOS радикально поменялось в 2001 г. , когда основные поставщики впервые высказали общую точку зрения, касающуюся разграничения сфер их применения. К тому времени стало очевидным, что CCD обеспечивает лучшие показатели при съемке динамичных и мелких объектов, поэтому ее предлагалось использовать для построения систем, требующих высокого качества изображения: цифровых фото- и видеокамер, медицинского оборудования и т. д. CMOS же отводилась ниша устройств, для которых критична конечная стоимость — недорогие фотоаппараты, бытовая, офисная техника и игрушки.

    Опыт производства, накопленный за годы развития CMOS, позволил с каждым новым поколением этих сенсоров существенно снижать фиксированные и случайные шумы, влияющие на качество картинки. Еще одно слабое место CMOS — искажения, появляющиеся при захвате динамического изображения вследствие слабой чувствительности сенсора. В современных устройствах их удается избежать, а захват изображения без особых артефактов возможен со скоростью 15—30 кадров/с, и уже 0,3-мегапиксельные CMOS-сенсоры фактически были избавлены от этой проблемы.

    Однако победа в конкуренции технологий, скорее всего, лежит в плоскости уменьшения площади пиксела. Для успеха на рынке 1-мегапиксельных при диагонали 1/4 дюйма площадь пиксела должна составлять не более 3 мкм2. При всех усилиях производителей CMOS удовлетворить таким требованиям они пока не могут, поэтому, как считают эксперты, по крайней мере в ближайшее время в данной нише будет господствовать CCD.

    Многие крупные производители компонентов выпускают и CMOS-сенсоры, и CCD-матрицы. Например, Sharp, крупнейший в мире поставщик модулей захвата изображения (и CCD, и CMOS), считает 2003 год эпохой настоящего расцвета технологии CCD.
    К преимуществам CCD матриц относятся:
    1. Низкий уровень шумов.
    2. Высокий коэффициент заполнения пикселов (около 100%).
    3. Высокая эффективность (отношение числа зарегистрированных фотонов к их общему числу, попавшему на светочувствительную область матрицы, для CCD 95%).
    4. Высокий динамический диапазон (чувствительность) .

    К недостаткам CCD матриц относятся:
    1. Сложный принцип считывания сигнала, а следовательно и технология.
    2. Высокий уровень энергопотребления (до 2-5Вт) .
    3. Дороже в производстве.
    Преимущества CMOS матриц:
    1. Высокое быстродействие (до 500 кадров/с) .
    2. Низкое энергопотребление (почти в 100 раз по сравнению с CCD).
    3. Дешевле и проще в производстве.
    4. Перспективность технологии ( на том же кристалле в принципе ничего не стоит реализовать все необходимые дополнительные схемы: аналого-цифровые преобразователи, процессор, память, получив, таким образом, законченную цифровую камеру на одном кристалле. Созданием такого устройства, кстати, с 2002 года занимаются совместно Samsung Electronics и Mitsubishi Electric).

    К недостаткам CMOS матриц относятся
    1. Низкий коэффициент заполнения пикселов, что снижает чувствительность (эффективная поверхность пиксела 75%,остальное занимают транзисторы) .
    2. Высокий уровень шума (он обусловлен так называемыми темповыми токами даже в отсутствие освещения через фотодиод течет довольно значительный ток) борьба с которым усложняет и удорожает технологию.
    3. Невысокий динамический диапазон.

  2. CCD (Charge-Coupled Device) — специализированная интегральная микросхема, состоящая из светочувствительных фотодиодов, выполненная на основе кремния.

    По-русски называется ПЗС — приборы с зарядовой связью.

    Альтернатива — CMOS (читается «си-мос»), по-русски КМОП — там, вместо фотодиодов используются полевые транзисторы.

  3. видеосистема
  4. маленькая кремниевая пластинка с фотодиодами

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *