Матрицы CCD и CMOS в фотоаппаратах
Цифровая фотография уже окончательно вытеснила пленку, и перед начинающими фотолюбителями возникает множество вопросов о видах матриц, какие они бывают и чем отличаются?
Матрица в фотоаппарате выполняет функцию преобразования полученного через объектив светового пучка в электрические сигналы, которые потом поступают на обработку процессором камеры.
В современной фототехнике используют два основных типа матриц: CCD и CMOS.
CCD с английского расшифровывается, как Charge-Coupled Device, а на русском означает – прибор с зарядовой связью (ПЗС). Данный принцип был открыт еще в 1969 году в лабораториях Белла.
Принципиально, матрица CCD отличается способом считывания информации. У CCD – считывание происходит последовательно, потому такие матрицы обладают рядом недостатков:
— сложная технология изготовления, и как следствие, дороговизна
— значительное энергопотребление
Но, благодаря своей конструкции, данный тип матриц позволяет обеспечить низкий уровень шумов, коэффициент заполнения пикселов стремится к 100 %, а также, матрица характеризуется широким динамическим диапазоном. К тому же, такой показатель как эффективность составляет 95 % — отношение зарегистрированных фотонов и общего числа частичек света, попавших на матрицу.
CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) или КМОП (комплементарные металл-оксидные проводники) имеет несколько другой принцип работы, что позволяет реализовать высокую скорость работы и значительно снизит (в 100 раз) энергопотребление.
Принцип работы CMOS-матрицы заключается в том, что заряд может считываться из выбранной группы фотодиодов, благодаря чему увеличивается скорость считывания. А также удается использовать матрицу в разных режимах, например фото и видео съемки с удобной ручной фокусировкой.
Более простая технология изготовления позволяет снизить их цену, что также возможно благодаря интеграции матрицы с преобразователем (аналоговым или процессором), следовательно – фото-устройства становятся меньше.
Но имеются недостатки, которые следует учитывать, выбирая данный тип матриц. Они обладают низкой чувствительностью, так как коэффициент заполнения пикселов составляет 75%, что меньше чем у CCD. Также данные матрицы уступают по уровню шумов и показателю динамического диапазона. Но благодаря развитию технологий, со временем удается уменьшать недостатки, делая матрицу наиболее эффективной.
