В чем разница между ПЗС(CCD) и КМОП(CMOS) датчиками изображения цифровой камеры

Технологии и рынок датчиков обоих типов постоянно растет, но сравнение датчиков подобно сравнению апельсина с яблоком: они оба полезны.

С тех пор, как цены на цифровые камеры начали снижаться, они стали широко распространены. Одной из предпосылок падения цен стало создание датчика изображения КМОП. Производство КМОП сенсоров гараздо дешевле, чем изготовление КБО датчиков.
Создание ПЗС и КМОП изображения начинается с одного и того же процесса: преобразование светового потока в электроны.

Одним из упрощенных вариантов таких датчиков используется в цифровой камере, механизм их работы можно представить как 2-D массив из тысяч или миллионов крошечных солнечных батарей, каждая из которых преобразует световое излучение каждой маленькой части изображения в электроны. ПЗС и КМОП выполняют данное преобразование с использованием различных технологий.
Следующий шаг состоит в том, чтобы преобразовать накопленный заряд каждой ячейки в образ.

В ПЗС устройствах заряд переводится посредством чипа, что ограничивает возможность считки информации. Аналого-цифровой преобразователь превращает каждый пиксель в цифровое значение. У большинства КМОП устройств есть несколько транзисторов на каждый пиксель, что позволяет расширить и перенести заряд с помощью традиционных проводов. КМОП подход является более гибким, поскольку каждый пиксель можно считывать отдельно.
В ПЗС используется специальный технологический процесс, который дает возможность транспортировки заряда через чип без искажений.

Этот процесс приводит к высокому уровню точности и световой чувствительности датчиков. С другой стороны, КМОП микросхемы используют традиционные производственные процессы для создания чипов - те же процессы используются для большинства микропроцессоров. Вследствие различий производства, наблюдается заметная разница между ПЗС и КМОП сенсорами:
ПЗС датчики, как упоминалось выше, высококачественная продукция с низким уровнем чувствительности изображения к шуму.

КМОП сенсоры, как правило, более чувствительны к шумовому воздействию;
поскольку каждый пиксель в КМОП датчиках имеет несколько транзисторов, расположенных рядом с ним, чувствительность КМОП ниже. Многие из фотонов попав в чип, попадают в транзистор вместо фотодиода;
КМОП потребляет мало энергии. Внедрение сенсора в КМОП дает датчики малой мощности;
ПЗС использует технологичекий процесс, который потребляет много энергии.

ПЗС потребляет в 100 раз больше энергии, чем эквивалентные КМОП сенсоры;
КМОП микросхемы могут быть произведены на стандартных производственных линиях, поэтому чаще они дешевле, чем ПЗС датчики;
ПЗС датчики в течение более длительного времени производились массово, поэтому они более зрелые, и, как правило, имеют более высокое качество изображения.
Опираясь на эти различия, можно отметить, что ПЗС датчики, как правило, используются в камерах, направленных на высококачественное, высокочувствительное, многопиксельное изображение.

КМОП сенсоры традиционно более низкого качества, с низким разрешением и более низкой чувствительностью. Только теперь происходит совершенствование КМОП сенсоров, что позволит им достичь равенства с ПЗС устройствами в некоторых приложениях. КМОП камеры, как правило, дешевле и имеют больший срок службы батареи.

Опубликовано: 13 октября 2008 г.

Ключевые слова: нет

Извините, комментариев пока нет