ПЗС и КМОП матрицы для камер – в чем отличие?

20 сентября 2013

Первый датчик представляет собой прибор, который имеет обратную зарядную связь. В свою очередь, вторым датчиком является датчик КМОП, который обладает комплементарной логикой и функционирует на транзисторах типа металл-оксид-полупроводник. Стоит отметить, что оба вида датчиков имеют ряд достоинств и недостатков, которые позволяют применять их в различных сферах. Несмотря на заявления обеих компаний-производителей, сказать какой из датчиков лучше и функциональнее практически невозможно. При выборе датчика следует ориентироваться на сферу, где он будет использоваться.


Как фунцкционируют ПЗС и КМОП датчики

Хочется сказать, что в основе функционирования ПЗС и КМОП датчиков, лежит формирование электрических зарядов, которые возникают из обычного света и в дальнейшем преобразуются в электрический сигнал. В датчике ПЗС содержится малое количество узлов для выхода. Как правило, компании-производители используют всего лишь один датчик. Узлы выхода предназначены для преобразования заряда в напряжение каждого пикселя, который был уловлен прибором. После этого, ПЗС производит буферизацию пикселя и посылает его на выход микросхемы.

Стоит отметить, что в результате образуется аналоговый сигнал. В качестве захвата изображения, используются все виды пикселей. В первую очередь это делается для обеспечения отличной однородности выходов, которые играют ключевую роль в получении качественного изображения.
Если же говорить про функционирование КМОП датчика, то в нем содержатся преобразователи заряда индивидуального типа в напряжении для каждого полученного пикселя. К тому же, КМОП датчик, как правило, оснащен схемой для оцифровки изображения. Именно благодаря этому, на выход микросхемы поступает сигнал цифрового типа. Благодаря наличию двух функциональных узлов в КМОП датчике, может быть произведено уменьшение уловления падающего угла в площадь кристалла. В свою очередь благодаря наличию пиксельного преобразователя, может быть осуществлено понижение однородности выхода КМОП датчиков. Нельзя не сказать и про ту особенность, что для датчиков данного типа функционирования, требуется использовать меньшее количество внешних схем, которые предназначены для выполнения датчиком основных операций.

Развитие датчиков ПЗС и КМОП

Датчики ПЗС типа занимали лидирующие позиции на рынке датчиков твердотельного типа, начиная с 70-х годов ХХ века. Прежде всего, успех данных устройств был обусловлен лучшим качеством изображения, чем на аналогичных устройствах. Дело в том, что специалисты, которые работали в кремниевой промышленности в то время, не могли в полной мере обеспечить однородность, а также компактность элементов, которые требуются для производства датчиком КМОП типа. Тем не менее, за последние десять лет, в данной области был достигнут нужный результат. Именно поэтому, на сегодняшний день, датчики КМОП производятся в больших объемах. В свою очередь, их качество в полной мере соответствует их стоимости.

ПЗС датчики обладают все же лучшим изображением. Однако при их производстве следует затрачивать намного больше сил, денег и материалов. Как правило, датчики ПЗС типа используются в тех областях, где требуется отменное качество изображения. В первую очередь, сюда относят научные исследования, промышленные предприятия и медицину.
Одним из главных преимуществ КМОП датчика, является достаточно большой уровень интеграции. Проще говоря, один кристалл может выполнять большое количество функций. Также, нельзя не сказать и про меньшую рассеиваемость мощности, которая присутствует на одном кристалле. На сегодняшний день, КМОП датчики имеют достаточно малые габариты. Именно благодаря малым размерам прибора, зачастую и теряется качество изображения. Так, датчики данного типа могут отлично подойти для использования в компактных изделиях, качество «картинки» для которых не принципиально. Зачастую, КМОП датчики используются при проектировании камер видеонаблюдения, камер заднего вида, при разработке периферийного оборудования и так далее.

Если же говорить про стоимость кристаллов, которые используются в обоих датчиках, то она практически одинакова. Еще несколько лет назад, разработчики КМОП датчиков говорили, что проектирование их продукции существенно дешевле, однако данное утверждение являлось ошибочным. Для получения хорошего изображения, в данных датчиках следует использовать специализированные технологические процессы, которые могут быть характерны для разного рода приборов и устройств, используемых сигналами смешанного типа при низкой плотности. К тому же, при изготовлении КМОП датчика следует использовать большое количество кремния.
Однако, несмотря на все недостатки и особенности КМОП датчиков, с каждым годом их разработка становится дешевле. В первую очередь это связано с совершенствованием изображения, которое обеспечивается ПЗС датчиком.