ПЗС против КМОП
Что лучше? Все сложно......
Об относительных преимуществах КМОП по сравнению с ПЗС-матрицами написано много. Кажется, что дебаты продолжаются столько, сколько себя помнит большинство людей, без окончательного вывода. Неудивительно, что однозначный ответ неуловим, поскольку тема не статична. Технологии и рынки развиваются, влияя не только на то, что технически осуществимо, но и на то, что является коммерчески жизнеспособным. Приложения тепловизора разнообразны, с разными и меняющимися требованиями. Некоторым приложениям лучше всего подходят КМОП-формирователи изображения, другим - ПЗС-матрицам. В этой статье мы попытаемся внести некоторую ясность в обсуждение, исследуя различные ситуации, объясняя некоторые из менее известных технических компромиссов и вводя соображения стоимости в картину.
В начале
Датчики изображения CCD (устройство с зарядовой связью) и CMOS (дополнительный металл-оксидный полупроводник) представляют собой две разные технологии для получения изображений в цифровом виде. У каждого есть свои сильные и слабые стороны, дающие преимущества в различных приложениях.
Оба типа формирователей изображений преобразуют свет в электрический заряд и преобразуют его в электронные сигналы. В ПЗС-датчике заряд каждого пикселя передается через очень ограниченное количество выходных узлов (часто только один) для преобразования в напряжение, буферизации и отправки за пределы кристалла в виде аналогового сигнала. Весь пиксель может быть использован для захвата света, а однородность вывода (ключевой фактор качества изображения) является высокой. В датчике CMOS каждый пиксель имеет собственное преобразование заряда в напряжение, и датчик часто также включает в себя усилители, схемы коррекции шума и оцифровки, так что чип выводит цифровые биты. Эти другие функции увеличивают сложность конструкции и уменьшают площадь, доступную для захвата света. Поскольку каждый пиксель выполняет свое собственное преобразование, однородность ниже, но она также очень параллельна,
И ПЗС, и КМОП формирователи изображения были изобретены в конце 1960-х и 1970-х годах (основатель DALSA доктор Саввас Чемберлен был пионером в разработке обеих технологий). ПЗС-матрицы стали доминирующими, прежде всего потому, что они давали намного превосходящие изображения с доступной технологией изготовления. Датчики изображения CMOS требовали большей однородности и меньшего размера, чем могли поставлять литейные производства кремниевых пластин в то время. Только в 1990-х годах литография развивалась до такой степени, что дизайнеры могли снова начать обоснование использования КМОП-формирователей изображений. Возобновление интереса к CMOS было основано на ожиданиях снижения энергопотребления, интеграции камеры на кристалле и снижения производственных затрат за счет повторного использования основной логики и изготовления устройств памяти. Достижение этих преимуществ на практике при одновременном обеспечении высокого качества изображения заняло гораздо больше времени, денег,
