Датчик изображения CMOS – это тип технологии датчика изображения внутри некоторых цифровых камер, состоящий из интегральной схемы, которая записывает изображение. Вы можете думать, что датчик изображения похож на пленку в старой пленочной камере.
Дополнительный металлоксидно-полупроводниковый (CMOS) датчик состоит из миллионов пиксельных датчиков, каждый из которых включает в себя фотоприемник. Когда свет попадает в камеру через объектив, он попадает на датчик изображения CMOS, который заставляет каждый фотоприемник накапливать электрический заряд в зависимости от количества света, попадающего на него. Затем цифровая камера преобразует заряд в цифровое считывание, которое определяет силу света, измеренную на каждом фотоприемнике, а также цвет. Программное обеспечение, используемое для отображения фотографий, преобразует эти показания в отдельные пиксели, которые составляют фотографию при совместном отображении.
CMOS против CCD
CMOS использует технологию, немного отличающуюся от CCD, которая является еще одним типом датчика изображения в цифровых камерах. Больше цифровых камер используют технологию CMOS, чем CCD, потому что датчики изображения CMOS потребляют меньше энергии и могут передавать данные быстрее, чем CCD. КМОП-датчики изображения стоят немного дороже, чем ПЗС.
В первые дни цифровых камер батареи были больше, потому что камеры были больше, и поэтому повышенное энергопотребление CCD не было серьезной проблемой. Но поскольку цифровые камеры сократились в размерах и требуют батарей меньшего размера, CMOS стал лучшим вариантом.
И поскольку датчики изображения постоянно увеличивают количество записываемых пикселей, способность датчика изображения CMOS быстрее перемещать данные на микросхеме и на другие компоненты камеры по сравнению с ПЗС-матрицей стала более ценной.
Преимущества КМОП
Одна из областей, где CMOS действительно имеет преимущество перед другими технологиями датчиков изображения, – это задачи, которые она может выполнять на микросхеме, а не отправка данных датчика изображения в микропрограмму или программное обеспечение камеры для определенных задач обработки. Например, датчик изображения CMOS может выполнять функции шумоподавления непосредственно на чипе, что экономит время при перемещении данных внутри камеры. Датчик изображения CMOS также выполняет аналого-цифровые процессы преобразования на чипе, чего не могут выполнять датчики изображения CCD. Некоторые камеры даже выполняют работу автофокуса на датчике изображения CMOS, что снова улучшает общую производительность камеры.
Продолжение улучшений в CMOS
По мере того как производители фотоаппаратов все больше переходят на технологию CMOS для датчиков изображения в камерах, в этой области проводятся дополнительные исследования, что приводит к значительным улучшениям. Например, в то время как датчики изображения ПЗС раньше были дешевле, чем КМОП, производство, дополнительное исследование, посвященное датчикам изображения КМОП, позволило продолжать снижать стоимость КМОП.
Одной из областей, где этот акцент на исследованиях принес пользу CMOS, является технология слабого освещения. КМОП-датчики изображения продолжают демонстрировать улучшения в своей способности записывать изображения с достойными результатами при съемке в условиях низкой освещенности. В последние годы возможности CMOS по снижению уровня шума на кристалле неуклонно расширяются, что еще больше повышает способность датчика изображения CMOS работать хорошо при слабом освещении.
Другим недавним улучшением CMOS стало внедрение технологии датчика изображения с задней подсветкой, в которой провода, которые перемещают данные от датчика изображения к камере, были перемещены от передней части датчика изображения – где они блокировали часть света, падающего на датчик – сзади, что делает датчик изображения CMOS способным работать лучше при слабом освещении, сохраняя способность чипа перемещать данные на высокой скорости по сравнению с датчиками изображения CCD.
