|
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. |
Видеокамеры
