CCD или CMOS? Критерии выбора
Матрица – это основа любого фото- или видеоустройства. Она определяет качество и размер получаемого изображения. На сегодняшний день в изготовлении матриц используются два разных технологичных принципа — CCD и CMOS. Очень часто можно услышать вопрос: «Какую матрицу выбрать: CCD или CMOS?» Среди любителей фото- и видеотехники по этому поводу идут жаркие споры. В этой статье мы проведем обзор этих двух типов и попробуем разобраться, какая матрица лучше — CCD или CMOS.
Общая информация
Матрицы предназначены для оцифровки параметров световых лучей на их поверхности. Говорить о явном преимуществе одной из технологий не представляется возможным. Можно проводить сравнение по конкретным параметрам и выявлять лидера в том или ином аспекте. Что касается предпочтений пользователей, то зачастую для них главным критерием является стоимость изделия, даже если оно будет уступать по качеству или техническим характеристикам своему конкуренту.
Итак, давайте разберемся, что представляют собой оба типа устройств. CCD-матрица – это микросхема, которая состоит из светочувствительных фотодиодов; она создана на кремниевой основе. Особенность ее работы заключается в принципе действия устройства с зарядовой связью. CMOS-матрица – это прибор, созданный на основе полупроводниковых полевых транзисторов, имеющих изолированный затвор с каналами различной проводимости.
Принцип работы
Перейдем к выявлению отличий, которые помогут определиться в выборе: что же лучше — матрица CMOS или CCD? Главным различием этих двух технологий является принцип их работы. CCD-устройства заряд от пикселей преобразуют в электрический потенциал, который усиливается за пределами светочувствительных сенсоров. В результате получается изображение в аналоговом виде. После этого проводится оцифровка всей картинки в АЦП. То есть прибор состоит из двух частей — непосредственно матрицы и преобразователя. CMOS-технология характеризуются тем, что производит оцифровывание каждого пикселя в отдельности. На выходе получается уже готовая цифровая картинка. То есть электрический заряд в пикселе матрицы накапливается в конденсаторе, с которого снимается электрический потенциал. Он передается на аналоговый усилитель (встроенный непосредственно в пикселе), после чего оцифровывается в преобразователе.
Что же выбрать: CCD или CMOS?
Одним из немаловажных параметров, которые определяют выбор между этими технологиями, является количество усилителей матрицы. CMOS-устройства имеют большее количество этих приборов (в каждой точке), поэтому при прохождении сигнала несколько снижается качество картинки. Поэтому CCD-матрицы используют для создания изображений с высокой степенью детализации, например, в медицинских, исследовательских, промышленных целях. А вот CMOS-технологии применяют в основном в бытовой технике: веб-камерах, смартфонах, планшетах, ноутбуках и т. п.
Следующим параметром, который определяет, какой тип лучше — CCD или CMOS, — является плотность фотодиодов. Чем она выше, тем меньше фотонов «пропадет вхолостую», соответственно, изображение будет лучше. В этом параметре CCD-матрицы обходят своих конкурентов, так как предлагают макет, не имеющий таких зазоров, в то время как у CMOS они присутствуют (в них расположены транзисторы).
Тем не менее, когда перед пользователем встает выбор: какой тип матрицы — CMOS или CCD — приобрести, всплывает главный параметр – цена устройства. CCD-технология значительно дороже своего конкурента и энергозатратнее. Поэтому устанавливать их там, где достаточно изображения среднего качества, нецелесообразно.
Добавить комментарий:Комментарии: 162, на тему: ccd vs cmos
Добавить комментарий |
CCD или CMOS? Что лучше?
В рубрику «Видеонаблюдение (CCTV)» | К списку рубрик | К списку авторов | К списку публикаций
Сенсор изображения является важнейшим элементом любой видеокамеры. Сегодня практически во всех камерах используются датчики изображения CCD или CMOS. Оба типа датчика выполняют задачу преобразования изображения, построенного на сенсоре объективом, в электрический сигнал. Однако вопрос, какой датчик лучше, до сих пор остается открытым
Н.И. Чура
Технический консультант
ООО «Микровидео Группа»
CCD является аналоговым датчиком, несмотря на дискретность светочувствительной структуры. Когда свет попадает на матрицу, в каждом пикселе накапливается заряд или пакет электронов, преобразуемый при считывании на нагрузке в напряжение видеосигнала, пропорциональное освещенности пикселей. Минимальное количество промежуточных переходов этого заряда и отсутствие активных устройств обеспечивают высокую идентичность чувствительных элементов CCD.
CMOS-матрица является цифровым устройством с активными чувствительными элементами (Active Pixel Sensor). С каждым пикселем работает свой усилитель, преобразующий заряд чувствительного элемента в напряжение. Это дает возможность практически индивидуально управлять каждым пикселем.
Эволюция CCD
С момента изобретения CCD лабораторией Белла (Bell Laboratories, или Bell Labs) в 1969 г. размеры сенсора изображения непрерывно уменьшались. Одновременно увеличивалось число чувствительных элементов. Это естественно вело к уменьшению размеров единичного чувствительного элемента (пикселя), а соответственно и его чувствительности. Например, с 1987 г. эти размеры сократились в 100 раз. Но благодаря новым технологиям чувствительность одного элемента (а следовательно, и всей матрицы) даже увеличилась.
Что позволило доминировать
С самого начала CCD стали доминирующими сенсорами, поскольку обеспечивали лучшее качество изображения, меньший шум, более высокую чувствительность и большую равномерность параметров пикселей. Основные усилия по совершенствованию технологии были направлены на улучшение характеристик CCD.
Как растет чувствительность
По сравнению с популярной матрицей Sony HAD стандартного разрешения (500х582) конца 1990-х гг. (ICX055) чувствительность моделей более совершенной технологии Super HAD выросла почти в 3 раза (ICX405) и Ex-view HAD – в 4 раза (ICX255). Причем для черно-белого и цветного варианта.
Для матриц высокого разрешения (752х582) успехи несколько менее впечатляющие, но если сопоставлять модели цветного изображения Super HAD с самыми современными технологиями Ex-view HAD II и Super HAD II, то рост чувствительности составит в 2,5 и 2,4 раза соответственно. И это несмотря на уменьшение размеров пикселя почти на 30%, поскольку речь идет о матрицах самого современного формата 960H с увеличенным количеством пикселей до 976х582 для стандарта PAL. Для обработки такого сигнала Sony предлагает ряд сигнальных процессоров Effio.
Добавилась ИК-составляющая
Одним из эффективных методов роста интегральной чувствительности является расширение спектральных характеристик чувствительности в область инфракрасного диапазона. Это особенно характерно для матрицы Ex-view. Добавление ИК-составляющей несколько искажает передачу относительной яркости цветов, но для черно-белого варианта это не критично. Единственная проблема возникает с цветопередачей в камерах «день/ночь» с постоянной ИК-чувствительностью, то есть без механического ИК-фильтра.
Развитие этой технологии в моделях Ex-view HAD II (ICX658AKA) в сравнении с предыдущим вариантом (ICX258AK) обеспечивает рост интегральной чувствительности всего на 0,8 дБ (с 1100 до 1200 мВ) с одновременным увеличением чувствительности на длине волны 950 нм на 4,5 дБ. На рис. 1 приведены характеристики спектральной чувствительности этих матриц, а на рис. 2 – отношение их интегральной чувствительности.
Оптические инновации
Другим методом роста чувствительности CCD являются увеличение эффективности пиксельных микролинз, светочувствительной области и оптимизация цветовых фильтров. На рис. 3 представлено устройство матриц Super HAD и Super HAD II, показывающее увеличение площади линзы и светочувствительной области последней модификации.
Дополнительно в матрицах Super HAD II значительно увеличено пропускание светофильтров и их устойчивость к выцветанию. Кроме того, расширено пропускание в коротковолновой области спектра (голубой), что улучшило цветопередачу и баланс белого.
На рис. 4 представлены спектральные характеристики чувствительности матриц Sony 1/3″ Super HAD (ICX229AK) и Super HAD II (ICX649AKA).
CCD: уникальная чувствительность
В совокупности перечисленных мер удалось добиться значительных результатов по улучшению характеристик CCD.
Сравнить характеристики современных моделей с более ранними вариантами не представляется возможным, поскольку тогда не производились цветные матрицы широкого применения даже типового высокого разрешения. В свою очередь, сейчас не производятся черно-белые матрицы стандартного разрешения по новейшим технологиям Ex-view HAD II и Super HAD II.
В любом случае по чувствительности CCD до сих пор являются пока недостижимым ориентиром для CMOS, поэтому они все еще широко используются за исключением мегапиксельных вариантов, которые очень дорого стоят и применяются в основном для специальных задач.
CMOS: достоинства и недостатки
Сенсоры CMOS были изобретены в конце 1970-х гг., но их производство удалось начать только в 1990-е по причине технологических проблем. И сразу наметились их основные достоинства и недостатки, которые и сейчас остаются актуальными.
К достоинствам можно отнести большую интеграцию и экономичность сенсора, более широкий динамический диапазон, простоту производства и меньшую стоимость, особенно мегапиксельных вариантов.
С другой стороны, CMOS-сенсоры обладают меньшей чувствительностью, обусловленной, при прочих равных условиях, большими потерями в фильтрах структуры RGB, меньшей полезной площадью светочувствительного элемента. В результате множества переходных элементов, включая усилители в тракте каждого пикселя, обеспечить равномерность параметров всех чувствительных элементов значительно сложнее в сравнении с CCD. Но совершенствование технологий позволило приблизить чувствительность CMOS к лучшим образцам CCD, особенно в мегапиксельных вариантах.
Ранние сторонники CMOS утверждали, что эти структуры будут гораздо дешевле, потому что могут быть произведены на том же оборудовании и по тем же технологиям, что и микросхемы памяти и логики. Во многом данное предположение подтвердилось, но не полностью, поскольку совершенствование технологии привело к практически идентичному по сложности производственному процессу, как и для CCD.
С расширением круга потребителей за рамки стандартного телевидения разрешение матриц стало непрерывно расти. Это бытовые видеокамеры, электронные фотоаппараты и камеры, встроенные в средства коммуникации. Кстати, для мобильных устройств вопрос экономичности довольно важный, и здесь у CMOS-сенсора нет конкурентов. Например, с середины 1990-х гг. разрешение матриц ежегодно вырастало на 1–2 млн элементов и теперь достигает 10–12 Мпкс. Причем спрос на CMOS-сенсоры стал доминирующим и сегодня превышает 100 млн единиц.
CMOS: улучшение чувствительности
Первые образцы камер наблюдения конца 1990-х – начала 2000-х с CMOS-матрицами имели разрешение 352х288 пкс и чувствительность даже для черно-белого варианта около 1 лк. Цветные варианты уже стандартного разрешения отличались чувствительностью около 7–10 лк.
Что предлагают поставщики
В настоящее время чувствительность CMOS-матриц, безусловно, выросла, но не превышает для типовых вариантов цветного изображения величины порядка нескольких люксов при разумных величинах F числа объектива (1,2– 1,4). Это подтверждают данные технических характеристик брендов IP-видеонаблюдения, в которых применяются CMOS-матрицы с прогрессивной разверткой. Те производители, которые заявляют чувствительность около десятых долей люкса, обычно уточняют, что это данные для меньшей частоты кадров, режима накопления или по крайней мере включенной и достаточно глубокой АРУ (AGC). Причем у некоторых производителей IP-камер максимальная АРУ достигает умопомрачительной величины –120 дБ (1 млн раз). Можно надеяться, что чувствительность для этого случая в представлении производителей предполагает пристойное отношение «сигнал/шум», позволяющее наблюдать не один только «снег» на экране.
Инновации улучшают качество видео
В стремлении улучшить характеристики CMOS-матриц компания Sony предложила ряд новых технологий, обеспечивающих практическое сравнение CMOS-матриц с CCD по чувствительности, отношению «сигнал/шум» в мегапиксельных вариантах.
Новая технология производства матриц Exmor основана на изменении направления падения светового потока на матрицу. В типовой архитектуре свет падает на фронтальную поверхность кремниевой пластины через и мимо проводников схемы матрицы. Свет рассеивается и перекрывается этими элементами. В новой модификации свет поступает на тыльную сторону кремниевой пластины. Это привело к существенному росту чувствительности и снижению шума CMOS-матрицы. На рис. 5 поясняется различие структур типовой матрицы и матрицы Exmor, показанных в разрезе.
На фото 1 приведены изображения тестового
объекта, полученные при освещенности 100 лк (F4.0 и 1/30 с) камерой с CCD (фронтальное освещение) и CMOS Exmor, имеющих одинаковый формат и разрешение 10 Мпкс. Очевидно, что изображение камеры с CMOS по крайней мере не хуже изображения с CCD.
Другим способом улучшения чувствительности CMOS-сенсоров является отказ от прямоугольного расположения пикселей с построчным сдвигом красного и синего элементов. При этом в построении одного элемента разрешения используются по два зеленых пикселя – синий и красный из разных строк. Взамен предлагается диагональное расположение элементов с использованием шести соседних зеленых элементов для построения одного элемента разрешения. Такая технология получила название ClearVid CMOS. Для обработки предполагается более мощный сигнальный процессор изображений. Различие структур расположения цветных элементов иллюстрируются рис. 6.
Считывание информации осуществляется быстродействующим параллельным аналого-цифровым преобразователем. При этом частота кадров прогрессивной развертки может достигать 180 и даже 240 кадр/с. При параллельном съеме информации устраняется диагональный сдвиг кадра, привычный для CMOS-камер с последовательным экспонированием и считыванием сигнала, так называемый эффект Rolling Shutter – когда полностью отсутствует характерный смаз быстро движущихся объектов.
На фото 2 приведены изображения вращающегося вентилятора, полученные CMOS-камерой с частотой кадров 45 и 180 кадр/с.
Полноценная конкуренция
В качестве примеров мы приводили технологии Sony. Естественно, CMOS-матрицы, как и CCD, производят и другие компании, хотя не в таких масштабах и не столь известные. В любом случае все так или иначе идут примерно одним путем и используют похожие технические решения.
В частности, известная технология матриц Panasonic Live-MOS также существенно улучшает характеристики CMOS-матриц и, естественно, похожими методами. В матрицах Panasonic уменьшено расстояние от фотодиода до микролинзы. Упрощена передача сигналов с поверхности фотодиода. Уменьшено количество управляющих сигналов с 3 (стандартные CMOS) до 2 (как в CCD), что увеличило фоточувствительную область пикселя. Применен малошумящий усилитель фотодиода. Используется более тонкая структура слоя датчиков. Сниженное напряжение питания уменьшает шум и нагрев матрицы.
Можно констатировать, что мегапиксельные матрицы CMOS уже могут успешно конкурировать с CCD не только по цене, но и по таким проблемным для этой технологии характеристикам, как чувствительность и уровень шума. Однако в традиционном CCTV телевизионных форматов CCD-матрицы остаются пока вне конкуренции.
Опубликовано: Журнал «Системы безопасности» #5, 2011
Посещений: 83834
Автор
| |||
В рубрику «Видеонаблюдение (CCTV)» | К списку рубрик | К списку авторов | К списку публикаций
Чем отличается матрица CCD от CMOS
Матрица фотоаппарата выполняет функцию оцифровки параметров света на ее поверхности. На сегодняшний день рынок фототехники разделился на два лагеря: устройства, использующие матрицу CMOS и устройства, использующие матрицу CCD. Говорить о приоритете одной технологии над другой не представляется возможным, хотя доля CMOS в отчетах о продажах несколько выше, однако это объясняется объективными требованиями пользователя, а не свойствами непосредственно матриц. Зачастую в процессе выбора решающую роль играет стоимость.
Определение
Матрица CCD — микросхема, состоящая из светочувствительных фотодиодов и созданная на кремниевой основе. В основе работы лежит принцип действия прибора с зарядовой связью.
Матрица CMOS — микросхема, созданная на основе полевых транзисторов с изолированным затвором с каналами разной проводимости.
к содержанию ↑Сравнение
Ключевая разница между матрицами CMOS и CCD состоит в совершенно разных принципах работы. CCD оцифровывает полученную аналоговую картинку, CMOS — сразу каждый пиксель изображения. Чуть подробнее: электрический заряд в пикселях (светодиодах) CCD-матрицы преобразуется в электрический потенциал, усиливается в аналоговом усилителе за пределами светочувствительного сенсора и только потом оцифровывается посредством аналогово-цифрового преобразователя. Электрический заряд в пикселях CMOS-матрицы накапливается в конденсаторах, с которых снимается электрический потенциал, передается в аналоговый усилитель и оцифровывается посредством такого же преобразователя. Некоторые новые CMOS-матрицы снабжены усилителями аналогового сигнала, встроенными непосредственно в пиксель.
Еще один важный момент: количество усилителей для матриц CCD и CMOS разное. В последних усилителей больше, потому качество изображения при прохождении сигнала несколько снижается. Поэтому именно CCD применяется в создании фототехники, предназначенной для создания изображений высокой степени детализации, к примеру, в исследовательских, медицинских, промышленных целях. С CMOS мы сталкиваемся ежедневно: большинство камер в мобильной электронике выполнены на основе именно таких матриц.
Качество полученного изображения зависит еще от одного обстоятельства — плотности фотодиодов. Чем они расположены ближе, тем меньше участков матрицы, где фотоны пропадают вхолостую. CCD как раз предлагает макет без зазоров между фотодиодами, тогда как в CMOS они существуют — там расположены транзисторы.
Матрицы CCD намного дороже CMOS и энергозатратнее, поэтому установка их там, где достаточно качества изображения, приближенного к среднему, нецелесообразна. CCD-матрицы обладают высокой чувствительностью, процент заполнения пикселей у них выше и достигает практически 100%, уровень шумов демонстрируют низкий. Матрицы CMOS обеспечивают высокий уровень быстродействия, однако уступают CCD по показателям чувствительности и шума. CCD-технология, в отличие от CMOS, не позволяет выполнять серийную съемку или запись видео. Поэтому их применение в мобильной электронике, например, не оправдывается назначением самих устройств. Скажем так, CCD — матрица для профессиональной фототехники.
к содержанию ↑Выводы TheDifference.ru
- CCD — матрица на кремниевой основе, действующая как прибор с зарядовой связью, CMOS — матрица на основе полевых транзисторов.
- Аналоговый сигнал в матрице CCD преобразуется за пределами светочувствительного сенсора, в матрице CMOS — непосредственно в пикселе.
- Качество изображения, получаемого от CCD, выше, чем от CMOS.
- CCD энергозатратнее.
- CMOS позволяет снимать видео и делать серийные фото.
- CMOS получила распространение в мобильной электронике.
Добавить комментарий:Комментарии: 162, на тему: ccd vs cmos
Добавить комментарий |
Добавить комментарий:Комментарии: 162, на тему: ccd vs cmos
Добавить комментарий |
Какая парковочная камера самая лучшая?
Все парковочные камеры делаются в идентичном корпусе, но на качество изображения влияет начинка. И в первую очередь тип матрицы: CCD или CMOS.
Как показывает практика, CCD матрица обеспечивает лучшие показатели при съемке динамичных и мелких объектов, поэтому ее часто используют для построения систем, требующих высокого качества изображения: цифровых фото- и видеокамер, медицинского оборудования и т. д. CMOS же отводится ниша устройств, для которых критична конечная стоимость — недорогие фотоаппараты, бытовая, офисная техника и игрушки.
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. Высокая чувствительность (от 0,5 до 0,01 Люкс*).
* 1 Люкс — сопоставим со светом от одной свечки
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. Невысокая чувствительность (до 0,5 Люкс).
Для наглядности мы поставили небольшой эксперимент.
Для теста использовали Камеру заднего хода для Nissan QASHQAI / X-Trail SPD-19. Одна из камер оснащена CMOS-матрицей, а другая CCD. Внешне камеры не отличимы друг от друга.
Сравнение камеры заднего вида CCD и CMOS при разных уровнях освещенности:
Как видно из теста:
— при нормальной освещенности камера заднего вида с CCD, и CMOS матрицей справляются на отлично.
— ситуация меняется, когда освещенность становится ближе к сумеркам. Здесь мы видим, что CMOS-матрице явно не хватает чувствительности, пропадает резкость
— в полной темноте — на камере с CMOS-матрицей предметы начинают сливаться, а на камере с CCD-матрицей мы наблюдаем усиление «белого шума», но предметы остаются различимыми.
Вывод:
Если Вы планируете использовать камеру с использованием освещения, то можно не переплачивать и приобретать камеру с CMOS-матрицей. Например, парковочная камера заднего вида как правило работает в паре с фонарями заднего хода. Света от этих фонарей вполне достаточно, чтобы обеспечить картинку, соответсвующую тесту Сумерки.
Если предполагается, что освещенность будет ограниченной, то лучше использовать камеру с CCD-матрицей.
Для ознакомления с камерами, которые можно установить в ваш автомобиль пройдите в раздел Парковочные системы
Если эта статья оказалась для вас полезной и Вы хотели бы получать наши новые публикации — Вы можете подписаться на нашу рассылку
CCD против CMOS: что лучше?
от Дуга Джорджа.
Устройство с зарядовой связью (известное как ПЗС) доминирует в астрономии и бытовой электронике на протяжении почти пяти десятилетий. Это меняется.
ПЗС-матрица, получившая Нобелевскую премию, была изобретена в 1969 году и стала зрелой технологией примерно через 20 лет. ПЗС-камеры получили широкое распространение для фотосъемки, видео и фотометрических измерений, заменив предыдущие поколения громоздкого оборудования с электронными лампами. Космический телескоп Хаббла, запущенный в 1990 году, широко использует технологию ПЗС для получения потрясающих видов и научных данных.На внутреннем рынке потребители покупали портативные видеокамеры на основе ПЗС, позволяющие записывать семейную жизнь, а предприятия использовали их для камер видеонаблюдения и оборудования для досмотра.
В середине 1980-х годов были изобретены датчики Active Pixel как недорогая альтернатива доминирующей технологии CCD. В начале 2000-х эти датчики были модернизированы, чтобы использовать теперь уже стандартную технологию транзисторов CMOS. Хотя ранние датчики CMOS Active Pixel использовались только в приложениях с низкой производительностью, появление смартфонов подтолкнуло производителей к быстрому повышению их производительности.К 2007 году CMOS достигла рыночного паритета с датчиками CCD, а к 2019 году появились первые датчики, способные превзойти CCD по производительности. Сегодня CMOS достигла точки, когда она заменяет CCD во всех, кроме самых специализированных приложений.
Давайте сначала сравним, как работают два типа датчиков.
Датчики камеры используют элементы изображения, известные как «пиксели», для обнаружения света. Распространенная аналогия, когда говорят о пикселях, — это представить набор ведер, собирающих дождевую воду. Вы можете определить форму и плотность облака над головой по тому, сколько воды попадает в каждое ведро.
Аналогия с ведром
CMOS и CCD используют массивы кремниевых пикселей («ведер») для обнаружения света. Когда фотон света попадает в атом кремния, он переводит электрон в более высокое энергетическое состояние. Это освобождает электрон для движения сквозь материал. Сейчас его называют фотоэлектроном («капля дождя»).
Большая разница возникает, когда вы считываете показания датчика. В устройстве с зарядовой связью (CCD) специальные электроды притягивают и отталкивают электроны, перетасовывая их один за другим в угол чипа.В нашей аналогии вода переливается из одного ведра в другое, как старомодная пожарная команда, пока не достигнет угла решетки, где она измеряется. В реальном датчике пара встроенных транзисторов выполняет это измерение, преобразуя количество электронов в пикселе в напряжение. Затем он поступает к некоторой электронике за пределами датчика, которая включает аналого-цифровой преобразователь. Результатом является число для каждого пикселя, описывающее, сколько света было обнаружено. Поскольку все пиксели измеряются одной и той же электроникой, камеры CCD могут быть очень последовательными и точными.
ДатчикиCCD построены с использованием технологии NMOS или PMOS, которая была популярна в 70-х годах, но редко используется сегодня. Большая часть современной электроники построена с использованием технологии комплементарного металлооксидного полупроводника (CMOS), которая представляет собой комбинацию NMOS и PMOS. Используя CMOS, намного проще встроить сложную электронику прямо в сам датчик. Это может привести к значительной экономии средств и места, особенно для миниатюрной камеры мобильного телефона.
В детекторе CMOS транзисторы есть в каждом пикселе.Они преобразуют сигнал в напряжение, которое через внутренние провода подключается к сложной бортовой электронике. Типичные КМОП-датчики имеют один или два аналого-цифровых преобразователя по на каждый столбец в датчике. Вместо пары транзисторов на плате могут быть миллионы.
ПЗС-сенсоры
имеют одно считывание в углу, КМОП-сенсоры
имеют считывание на каждом пикселе
За счет включения всей этой электроники в сенсор, сам чип значительно усложняется, но значительно упрощается камера.ПЗС-сенсоры имеют только одно, два или иногда четыре показания — потенциально по одному в каждом углу. CMOS-сенсоров уже тысячи. Это означает, что камеры CMOS могут считывать невероятно быстро, даже в 100 раз быстрее, чем сопоставимые CCD. Для приложений с большой выдержкой это не так важно, но особенно важно для видеокамер.
Эти тысячи показаний КМОП-сенсора имеют огромное преимущество в скорости, но это высокая цена, которую придется заплатить с точки зрения свечения усилителя и структурного шума.Пользователи ПЗС заметили небольшое свечение в углах сенсора; Первые пользователи CMOS-сенсоров были поражены проблемами свечения и длительной выдержки этих новых сенсоров.
В последние несколько лет лучшие КМОП-сенсоры наконец приближаются или даже превышают уровни производительности ПЗС, но не во всех аспектах. Давайте сравним ПЗС-матрицу с самыми производительными КМОП-датчиками, доступными сегодня:
| Параметр | ПЗС | КМОП для научных исследований | Победитель |
| Наличие | Некоторые основные линейки датчиков CCD устарели.Очень дорогие специализированные датчики от таких компаний, как Teledyne e2v, никуда не денутся. | Компании делают крупные инвестиции, и технологии быстро улучшаются. Все время появляются новые датчики. | CMOS — это будущее для большинства приложений. CCD будет продолжать обслуживать такие специализированные ниши, как научные приборы. |
| Стоимость — и сенсор, и сама камера. | Большие ПЗС-сенсоры дороги, а электроника внешних аналоговых и цифровых камер сложна. | Большие CMOS-датчики также дороги. Аналоговая электроника исключена, но цифровая электроника более сложна. | Для простых камер CMOS намного дешевле. Для охлаждаемых камер с низким освещением разница практически отсутствует. |
| Чувствительность | 60% — 95%, хотя датчики с высоким QE очень дороги | 75% — 95% | Bang for buck, CMOS |
| Скорость — считывание в мегапикселях в секунду (MPS) | от 1 до 40 MPS | от 100 до 400 MPS | CMOS |
| Шум чтения — сколько шума в электронах создается на каждом пикселе при считывании датчика | 5-10 электронов для стандартных ПЗС, 1 электрон для более сложных устройств электронного умножения (EMCCD) | 1–3 электрона — обычное для современных КМОП сенсоров | CMOS или EMCCD |
| Охлаждение | Относительно легко достигается высокое охлаждение | Датчики выделяют большое количество тепла и не могут работать при экстремально низких температурах | CCD |
| Электронный затвор | Только датчики межстрочного и рамочного переноса | Роликовый затвор менее сложен, но пиксели экспонируются в разное время; глобальный затвор дороже | Нет большого преимущества |
| Механический затвор | Требуется для полнокадровых датчиков; очень полезно для калибровки изображения | Очень полезно для калибровки изображения | Нет большого преимущества |
| Размер пикселя | от 3 до 25 мкм | от 2 до 9 мкм | Пиксели большего размера лучше подходят для телескопов с большим фокусным расстоянием.Большинство сенсоров CMOS имеют маленькие пиксели, но появляются и более крупные модели пикселей. |
| Глубина лунки — сколько электронов может содержать каждый пиксель — очень важно для фотометрии | 40 000–200 000 | от 30 000 до 75 000. Может быть уменьшено путем наложения в стек при низком уровне шума чтения. | CCD, но наложение может дать CMOS преимущество. |
| Биты аналого-цифрового преобразователя | 16 бит | Обычно 12; некоторые чипы теперь используют двойное усиление для создания 16-битных изображений, но с некоторыми недостатками | CCD |
| Группирование — объединение пикселей для согласования чувствительности или разрешения | Легко достигается на аналоговом уровне с нулевым добавленным шумом | Большинство архитектур выполняют цифровое бинирование, что приводит к более высокому шуму чтения | CCD |
| Amp Glow — бортовая электроника создает свет с помощью светодиода | Легко устраняется отключением транзисторов считывания | Это более серьезная проблема с CMOS, поскольку на плате могут быть миллионы транзисторов. | CCD, хотя CMOS значительно улучшилась |
| Инфракрасное изображение | Датчики глубокого истощения могут достичь высокого QE на длине волны от 650 до 1000 нм. | В настоящее время невозможно с CMOS | CCD |
| Шум с фиксированным рисунком | Случайные горячие колонны, легко устраняются | Фиксированный шаблонный шум может быть серьезной проблемой, но технологии быстро улучшаются | Нет большого преимущества с новыми датчиками |
| Калибровка — насколько «чистое» изображение можно создать | Методы для ПЗС-матриц хорошо отработаны и эффективны | Может быть более сложным, например.г. Режимы HDR, отсутствие переразвертки данных; техника все еще совершенствуется | CCD |
Как видите, ПЗС-матрицы по-прежнему обладают некоторыми значительными преимуществами для получения высокопроизводительных изображений при слабом освещении, хотя эти преимущества постепенно исчезают благодаря новой технологии КМОП.
Почему же тогда крупные компании переходят на CMOS сейчас? Реальность такова, что для большинства (ненаучных) приложений обработки изображений требуется видео или короткие выдержки; в таких ситуациях CMOS превосходит как по стоимости, так и по производительности.Это подорвало экономические возможности массового производства ПЗС-датчиков.
В результате ON Semiconductor в 2019 году прекратила выпуск прежних устройств Kodak / Truesense. Но это не конец технологии CCD. Некоторые ПЗС-датчики SONY будут доступны до 2026 года. Для рынков высокотехнологичной астрономии и спектроскопии такие компании, как Teledyne e2v, будут продолжать производить очень дорогие ПЗС-датчики с экстремальными характеристиками в течение многих лет.
Серьезные астрономические приложения, такие как фотометрия и спектроскоп, или биолюминесценция и флуоресценция в биолюминесценции или биолюминесценции, в ближайшем будущем будут нуждаться в технологии ПЗС.Менее требовательные к изображению или те, кому требуется более высокая скорость, все переключатся на CMOS-датчики. Мы прогнозируем, что в течение 5 лет современные технологии CMOS вытеснят еще больше приложений. Чтобы удовлетворить ваши потребности сегодня и завтра, линейка камер SBIG от Diffraction Limited теперь включает в себя как высокопроизводительные ПЗС-матрицы, так и современные КМОП-сенсоры.
Приложение: Технология и рынок обработки изображений в целом быстро меняются. Я буду периодически обновлять эту статью с учетом последних тенденций.
.Что такое датчики изображения CCD или CMOS в цифровой камере?
Цифровые фотоаппараты стали чрезвычайно распространенными, поскольку цены снизились. Одним из драйверов падения цен стало внедрение КМОП-датчиков изображения. КМОП-датчики намного дешевле в производстве, чем ПЗС-датчики.
Датчики изображения CCD (устройство с зарядовой связью) и CMOS (комплементарный металлооксидный полупроводник) начинаются с одной и той же точки — они должны преобразовывать свет в электронов.Если вы читали статью Как работают солнечные элементы, вы понимаете одну технологию, которая используется для преобразования. Один из упрощенных способов представить датчик, используемый в цифровой камере (или видеокамере), — это представить себе, что он имеет двумерный массив из тысяч или миллионов крошечных солнечных элементов, каждый из которых преобразует свет от одной небольшой части изображение в электроны. И устройства CCD, и CMOS выполняют эту задачу с использованием различных технологий.
Объявление
Следующим шагом является считывание значения (накопленный заряд) каждой ячейки изображения.В устройстве CCD заряд фактически переносится через чип и считывается в одном углу матрицы. Аналого-цифровой преобразователь превращает значение каждого пикселя в цифровое значение. В большинстве устройств CMOS на каждом пикселе есть несколько транзисторов, которые усиливают и перемещают заряд с помощью более традиционных проводов. Подход CMOS более гибкий, потому что каждый пиксель может быть прочитан индивидуально.
В ПЗСиспользуется особый производственный процесс, позволяющий передавать заряд по кристаллу без искажений.В результате этого процесса получаются датчики очень высокого качества с точки зрения точности и светочувствительности. CMOS-чипы, с другой стороны, используют традиционные производственные процессы для создания чипа — те же процессы, которые используются для создания большинства микропроцессоров. Из-за производственных различий между датчиками ПЗС и КМОП были заметные различия.
- ПЗС-сенсоры, как упоминалось выше, создают высококачественные изображения с низким уровнем шума. КМОП-сенсоры традиционно более восприимчивы к шумам.
- Поскольку каждый пиксель на датчике CMOS имеет несколько транзисторов, расположенных рядом с ним, светочувствительность микросхемы CMOS имеет тенденцию быть ниже. Многие фотоны, попадающие в чип, попадают в транзисторы, а не в фотодиод.
- CMOS традиционно потребляет мало энергии. Внедрение датчика в CMOS дает датчик с низким энергопотреблением.
- ПЗС-матрицы используют процесс, потребляющий много энергии. ПЗС-матрицы потребляют в 100 раз больше энергии, чем эквивалентные КМОП-матрицы.
- КМОП-чипы могут быть изготовлены практически на любой стандартной производственной линии кремния, поэтому они, как правило, чрезвычайно недороги по сравнению с датчиками ПЗС.
- ПЗС-сенсоры производятся серийно в течение более длительного периода времени, поэтому они более зрелые. У них, как правило, более высокое качество и больше пикселей.
Исходя из этих различий, вы можете видеть, что ПЗС-матрицы, как правило, используются в камерах, которые фокусируются на высококачественных изображениях с большим количеством пикселей и отличной светочувствительностью. КМОП-сенсоры традиционно имеют более низкое качество, меньшее разрешение и меньшую чувствительность. КМОП-датчики только сейчас улучшаются до точки, в которой они достигают почти паритета с устройствами ПЗС в некоторых приложениях.КМОП-камеры обычно дешевле и имеют длительное время автономной работы.
Дополнительную информацию см. По ссылкам на следующей странице.
.Размер сенсора и пикселя
Прогрессирующее технологическое развитие датчиков CCD и CMOS позволяет изготавливать все более тонкие полупроводниковые структуры. Как правило, размеры сенсоров и пикселей уменьшаются, чтобы вырезать все больше и больше сенсоров из одной пластины. Это возможно, потому что чувствительность пикселей также все больше увеличивается, поскольку шумовые характеристики электроники оптимизируются.
Поскольку в этом отношении также достигнуты технические ограничения, стоит сравнить камеры с разными сенсорами и размерами пикселей с одинаковым разрешением, особенно если…
- мало света Требуется
- изображений с низким уровнем шума и высоким динамическим откликом Предполагается провести
- прецизионных измерений
Более крупный сенсор с большими пикселями почти во всех случаях технически лучший выбор, однако цена всегда выше.
Размеры сенсоров стандартных камер
Камеры машинного зренияClassic имеют датчики разного размера в зависимости от используемой камеры и разрешения. Большинство камер с меньшими сенсорами используются с так называемой оптикой C-mount или, возможно, CS-mount. Резьба C-mount имеет фактический диаметр 1 дюйм, то есть 25,4 мм, и шаг резьбы 1/32 дюйма.
Датчики, используемые в стандартных камерах, явно меньше по размеру и имеют диагональ изображения от 4 до 16 мм. Размеры этих сенсоров тоже указаны в дюймах.1-дюймовый сенсор имеет диагональ 16 мм.
дюймовые данные ПЗС- и КМОП-датчиков имеют только историческое объяснение: приемные трубки телекамер использовались до середины 1980-х годов и долгое время превосходили ПЗС- или КМОП-датчики, изобретенные в конце 1960-х годов.
Фактический преобразователь изображения трубчатых камер был расположен в стеклянной вакуумной трубке, а различные приемные трубки, среди прочего, были классифицированы в соответствии с их внешним диаметром стеклянной колбы.Диагональ светочувствительной поверхности внутри трубки была, конечно, меньше и составляла примерно две трети внешнего диаметра. Эквивалентные ПЗС-сенсоры, которые должны были заменить электронно-лучевые трубки, должны были покрывать именно эту поверхность. ПЗС-матрица, светочувствительная поверхность которой соответствует 1/2-дюймовой трубке, поэтому называлась 1/2-дюймовым сенсором, даже если это не соответствует реальному размеру ПЗС-сенсора.
В промышленных камерах обычно используются сенсоры 1/3 дюйма при разрешении 640 x 480 пикселей, в камерах с разрешением 1280 x 1024 пикселей — в основном 1/2 дюйма.В довольно популярной камере с разрешением 1600 x 1200 пикселей часто используется сенсор несколько большего размера с размером 1 / 1,8 дюйма с тем же размером пикселя.
В целом на рынке массовых камер наблюдается тенденция к уменьшению размеров сенсоров. Если стандартный датчик VGA в некоторых случаях имел размер 2/3 дюйма в конце 1980-х годов, то сегодня он составляет всего 1/3 дюйма. Миниатюризация является следствием усовершенствованных производственных процессов, которые позволяют изготавливать светочувствительные поверхности меньшего размера с (надеюсь) аналогичными характеристиками.Это позволяет производителям изготавливать большее количество датчиков по более низкой цене из одной пластины. Датчик 1/3 дюйма, например, имеет только примерно 40% поверхности датчика 1/2 дюйма и поэтому дешевле.
Важно: Если у вас есть выбор между большим или меньшим сенсором для той же версии камеры, выберите больший вариант, если вы…
- проводить точные измерения, например, или тончайшие проверки поверхности с минимальным шумом камеры, искажающим результат.
- спланирует светочувствительные быстрые приложения с коротким временем воздействия.
- использует цветные камеры, которые, возможно, должны заменить монохромные камеры, и, если доступно мало света, они требуют в 3–4 раза больше света, чем сопоставимый монохромный датчик.
Размеры широкоформатных датчиков камер с линейным сканированием или камер с линейным сканированием В случае камер с высокой разрешающей способностью или камер с линейной разверткой, используются датчики значительно большего размера, размером в несколько сантиметров.Размеры этих датчиков обычно не стандартизированы и являются результатом разрешения и размеров пикселей датчиков. Все разрешено и ограничено только бюджетом.
Линейная камера с 2048 пикселями и размером пикселя 10 мкм имеет длину строки 10,48 мм, в случае размера пикселя 14 мкм длина сенсора составляет уже 28,6 мм. Начиная с диагонали сенсора 20 мм, соединение объектива с байонетом C больше не может использоваться.
Эти камеры обычно используют байонет Nikon (байонет F) или M42 — M72 в качестве соединения объектива.Только в этом случае можно использовать датчики высокого разрешения с большими пикселями для создания камер с линейной разверткой с разрешением до 12 тыс. Пикселей или камер со сканированием по площади с разрешением до 28 миллионов пикселей.
Размеры пикселей ПЗС- или КМОП-сенсоров
Вследствие миниатюризации сенсоров размеры пикселей становятся все меньше и меньше. Датчики бытовых фотоаппаратов (от 8 до 12 мегапикселей за 200 евро) сегодня имеют размер пикселей в основном 1,7 мкм, поэтому светоактивная поверхность на пиксель составляет всего примерно 3 мкм2.Это приводит к очень сильному шуму сенсора в случае неоптимальных условий освещения. Для контроля качества с помощью фотоаппаратов это абсолютно недопустимо.
Камеры машинного зрения (с байонетом C) с разрешением от VGA до 2 мегапикселей обычно имеют пиксели от 4,6 до 6,5 мкм с 10-15-кратным увеличением светоактивных поверхностей и, следовательно, явно лучшими результатами сигнала. Если вам нужны изображения с максимально низким уровнем шума и точные результаты измерения, ищите желательно большие пиксели сенсора, даже если эти камеры более дорогие!
Типичные размеры пикселей промышленных камер
Пиксели с длиной края 14 или 10 мкм предпочтительно используются в камерах с линейной разверткой.Например, из-за высокой линейной частоты 18 Гц максимальное время экспозиции составляет 1000/18000 = 55 мкс для одной строки захваченного изображения. Светоактивная поверхность пикселя в этом случае никогда не может быть достаточно большой.
Полная емкость пикселя
Эта спецификация описывает, сколько электронов может удерживать элемент пикселя, прежде чем он полностью насыщается. Пиксель размером структуры 5,5 мкм может накапливать приблизительно 20 000 электронов, пиксель 7,4 мкм — 40 000 электронов.
Чем больше полная емкость скважины, тем лучше максимальное отношение сигнал / шум.Обычным камерам с размером пикселя 1,7 мкм требуется всего около 1000 фотонов для насыщения пикселей. В случае оцифровки с 8, 10 или даже 12 битами другие шумовые эффекты (фотонный шум, шум оцифровки, темновой шум) уже могут принимать значительные масштабы, мешать сигналу и, таким образом, оказывать крайне негативное влияние на изображение.
Чем больше полная емкость скважины, тем лучше максимальное отношение сигнал / шум. Обычным камерам с размером пикселя 1,7 мкм требуется всего около 1000 фотонов для насыщения пикселей.В случае оцифровки с 8, 10 или даже 12 битами другие шумовые эффекты (фотонный шум, шум оцифровки, темновой шум) уже могут принимать значительные масштабы, мешать сигналу и, таким образом, оказывать крайне негативное влияние на изображение.
Важное значение для машинного зрения
- Чем меньше пиксели, тем больше света требуется для захвата изображения. В случае короткого времени проверки недостаток света может легко стать проблемой.
- В случае слабого освещения маленькие пиксели дают изображение с явно более шумным, чем большие пиксели, динамический отклик изображения уменьшается.Шум мешает работе приложения. Используйте яркое освещение или контроллеры светодиодных вспышек, чтобы было больше света!
- Большое количество мегапикселей не всегда помогает. Маленькие пиксельные структуры требуют высококачественного оптического изображения, то есть линз с высоким разрешением. В противном случае создаются размытые изображения с большим количеством пикселей, но без реальных деталей структуры.
- Маленькие пиксели камеры, кроме того, требуют чрезвычайно точного механического выравнивания сенсора, так как глубина резкости значительно уменьшается.Наклон сенсора 5 мкм в корпусе должен быть только вдвое меньше (+ / 1 15 мкм при апертуре = 2,8), чем в случае пикселей с размером структуры 10 мкм. Поэтому ищите поставщиков, производящих качественные, иначе лучший сенсор в камере будет напрасным.
. CCD CMOS или sCMOS — Все продукты
Простое руководство по обзору датчиков CCD, CMOS и sCMOS¶
Портфолио XIMEA предлагает широкий спектр камер, основанных на различных типах датчиков, таких как CCD, CMOS и новейшая sCMOS (Scientific CMOS), включая версии с задней подсветкой.
В общем, датчики бывают разных разрешений, размеров сенсоров и пикселей, уровней шума, частоты кадров и многих других характеристик.
Разнообразные приложения требуют или подчеркивают определенные параметры, которые могут исключать друг друга, например, низкий уровень шума очень трудно достичь в сочетании с высокой скоростью.
Если вы не уверены, какую производительность можно ожидать от датчика какого типа, возможно, следующий обзор может пролить свет.
Рис. ПЗС-датчик семейства КАИ
Датчики изображения¶
Наиболее широко используемые датчики изображения основаны на этих трех технологиях: более старая CCD, за которой следуют CMOS и sCMOS как новейшие.
Датчики CCD — Камеры, использующие технологию CCD¶
Устройство с зарядовой связью или ПЗС — это интегральная схема, вытравленная на кремниевой поверхности, образующая светочувствительные элементы, называемые пикселями.Фотоны, падающие на эту поверхность, генерируют заряд, который может быть прочитан электроникой и преобразован в цифровой сигнал.
Размер ПЗС-матрицы может варьироваться в зависимости от типа приложения, обычно для научных областей.
Как и другие датчики, ПЗС-матрица может быть визуализирована как массив ведер (пикселей), собирающих дождевую воду (фотоны), при этом каждое ведро подвергается воздействию дождя в течение того же времени.
Экспозиция заполняет пиксели различным количеством фотонов, после чего считывается по одному пикселю за раз.
Этот процесс начинается с передачи фотонов в соседний пустой столбец. Пиксели в этом столбце передают свои фотоны в последний пиксель, где электроника камеры считывает этот пиксель и преобразует его в число, которое может быть понято и сохранено компьютером.
В любом случае, популярность датчиков типа CCD снижается, и после того, как Sony объявила о прекращении производства своей линейки к 2025 году, их использование сокращается.
Несмотря на то, что они довольно медленные, их основными преимуществами по-прежнему являются длительное максимальное время экспозиции и 16-битный АЦП и более.
XIMEA продолжает продавать камеры CCD, особенно в сочетании с термоэлектрическим охлаждением с Пельтье.
Эти датчики также доступны в версиях с заклеенным покровным стеклом и без микролинз.
Рис. Различные сенсоры CMOS с глобальным затвором
Датчики CMOS — Камеры, использующие технологию CMOS¶
В то время как ПЗС имеет низкий уровень шума чтения и темнового тока, высокую чувствительность и широкий динамический диапазон, комплементарный металлооксидный полупроводник или КМОП быстро догоняют во всех этих направлениях.
В прошлом главным отличием был рольставни, которые поражали CMOS так называемым эффектом смазывания при отслеживании быстрого движения — это уже не относится к новейшим моделям, которые в основном оснащены глобальным затвором.
Plus, CMOS добавляют свои основные преимущества, такие как высокая скорость и более низкая стоимость.
Таким образом, КМОП в настоящее время является наиболее широко используемой технологией и предлагает самый широкий выбор возможных датчиков.
Технические характеристики камеры CMOS¶
Однако, поскольку CMOS использует элементы поверхности, у этой технологии есть недостатки.
С фотонами можно использовать микролинзы, чтобы направлять их на участки, не покрытые металлическими частями, и восстанавливать часть потерь, но это, конечно, невозможно с электронами.
Более того, даже если КМОП-устройства могут генерировать низкий темновой ток при заданной температуре, это обычно не имеет значения из-за повышенного шума чтения от каждого пикселя КМОП.
Как следствие, CMOS обычно не охлаждается до такой степени, как CCD wi
.
Типичные размеры пикселей промышленных камер
В общем, датчики бывают разных разрешений, размеров сенсоров и пикселей, уровней шума, частоты кадров и многих других характеристик.
Разнообразные приложения требуют или подчеркивают определенные параметры, которые могут исключать друг друга, например, низкий уровень шума очень трудно достичь в сочетании с высокой скоростью.
Если вы не уверены, какую производительность можно ожидать от датчика какого типа, возможно, следующий обзор может пролить свет.
Рис. ПЗС-датчик семейства КАИ
Размер ПЗС-матрицы может варьироваться в зависимости от типа приложения, обычно для научных областей.
Как и другие датчики, ПЗС-матрица может быть визуализирована как массив ведер (пикселей), собирающих дождевую воду (фотоны), при этом каждое ведро подвергается воздействию дождя в течение того же времени.
Экспозиция заполняет пиксели различным количеством фотонов, после чего считывается по одному пикселю за раз.
Этот процесс начинается с передачи фотонов в соседний пустой столбец. Пиксели в этом столбце передают свои фотоны в последний пиксель, где электроника камеры считывает этот пиксель и преобразует его в число, которое может быть понято и сохранено компьютером.
Несмотря на то, что они довольно медленные, их основными преимуществами по-прежнему являются длительное максимальное время экспозиции и 16-битный АЦП и более.
XIMEA продолжает продавать камеры CCD, особенно в сочетании с термоэлектрическим охлаждением с Пельтье.
Эти датчики также доступны в версиях с заклеенным покровным стеклом и без микролинз.
Рис. Различные сенсоры CMOS с глобальным затвором
В прошлом главным отличием был рольставни, которые поражали CMOS так называемым эффектом смазывания при отслеживании быстрого движения — это уже не относится к новейшим моделям, которые в основном оснащены глобальным затвором.
Plus, CMOS добавляют свои основные преимущества, такие как высокая скорость и более низкая стоимость.
Таким образом, КМОП в настоящее время является наиболее широко используемой технологией и предлагает самый широкий выбор возможных датчиков.
С фотонами можно использовать микролинзы, чтобы направлять их на участки, не покрытые металлическими частями, и восстанавливать часть потерь, но это, конечно, невозможно с электронами.
Более того, даже если КМОП-устройства могут генерировать низкий темновой ток при заданной температуре, это обычно не имеет значения из-за повышенного шума чтения от каждого пикселя КМОП.
Как следствие, CMOS обычно не охлаждается до такой степени, как CCD wi