Основні виробники. В процесі еволюції дозвіл цифрових фотокамер збільшився у декілька разів

В процесі еволюції дозвіл цифрових фотокамер збільшився у декілька разів. Тому велика кількість виробників ЭОП|, вироби яких використовувалися в ранніх моделях фотоапаратів, у результаті сильно скоротилося. Окрім|крім| збільшення азрешения| на процес «природного відбору» впливали і інші причини. Крім вже розглянутих|розгледіти| характеристик (динамічний діапазон, співвідношення сигнал/шум і т. д.), для проектувальників камери важливі|поважні| також рівень енергоспоживання ЭОП| і сумісність з|із| існуючою елементною базою, а для виробника сенсора — відсоток|процент| браку|шлюбу| і собівартість пристроїв|устроїв|.

На рубежі тисячоліття можна було виділити двох найбільших виробників ПЗС-МАТРИЦ| для професійної і студійної техніки — Eastman Kodak в США і Philips в Європі.

Заслугою розробників Kodak є|з'являється,являється| впровадження бічного|бокового| антиблюмінгового дренажу в повнокадрових матрицях, що дозволив значно збільшити динамічний діапазон ЭОП| в порівнянні з сенсорами, в яких був застосований вертикальний дренаж. У матрицях, виготовлених за технологією BluePlus, електрод, розташований|схильний| над світлочутливою областю піксела, виготовлявся на основі оксиду индия| і діоксиду олова. За рахунок цього значно підвищувався коефіцієнт пропускання електроду, у результаті різко виросла чутливість сенсора, особливо в традиційно «важких|скрутних|» для ЭОП| «синій» і «фіолетової» областях спектру.

Всю продукцію Kodak можна розділити на три великі категорії:

ПЗС-МАТРИЦы| для студійної і професійної техніки;

ПЗС-ЛИНЕЙКИ| для студійних скануючих приставок|префіксів| до великоформатних фотоапаратів;

ПЗС-МАТРИЦы| і КМОП-сенсори для любительських фотокамер.

Сенсори для любительських моделей використовуються, за рідкісним|рідким| виключенням|винятком|, тільки|лише| у фотоапаратах Kodak. Зате матриці, призначені для студійних камер, застосовуються практично всіма виробниками цієї категорії. Остання розробка фірми — сенсор з|із| дозволом 22 мегапиксела|.

Голландським концерном Philips була зроблена спроба мінімізувати собівартість ПЗС-МАТРИЦ| за допомогою оригінальної технології Building Block. При звичайному|звичному| виробництві ПЗС-МАТРИЦА| високого дозволу виготовляється єдиним блоком і при браку|шлюбі| втрати великі. Крім того, максимальний розмір ЭОП| обмежується можливостями|спроможностями| устаткування|обладнання|. У протилежність цьому, методика Building Block (буквально — цегла), розроблена Philips, заснована на використанні «цегли», що складається з модулів розміром 1000x1000 пікселів. Об'єднуючи дану «цеглу», можна побудувати|спорудити| сенсор практично необмеженого дозволу. При цьому у разі|в разі| виявлення дефекту в одному з модулів його можна легко замінити. Таким чином, собівартість виробу значно нижче.

Найбільшою популярністю користувалася шестимегапиксель-ная| матриця FTF 3020 (36x24 мм), що застосовувалася в більшості моделей студійних камер. З|із| нових сенсорів перспективним вважається|лічиться| 11-мегапиксельный| ЭОП|, теж|також| створений за технологією Building Block. Його мегапиксельные| «цегла» по габаритах менше колишніх модулів, тому розміри нової матриці такі ж, як і у|в,біля| шестимегапиксельной| моделі. Завдяки цьому студійні фотоапарати, що використали FTF 3020, легко можуть бути обладнані новим сенсором.

Як було відмічено|помічено| вище, основною особливістю матриць Fuji-Film є|з'являються,являються| нестандартна форма і розташування елементів, у той же час реальних плюсів дані рішення|розв'язання,вирішення,розв'язування| не продемонстрували. В результаті|унаслідок,внаслідок| матриці цієї фірми застосовуються тільки|лише| у фотоапаратах FujiFilm, хоча асортимент сенсорів досить широкий і включає розробки для професійної техніки.

Корпорація Sony із самого початку|з самого початку| орієнтувалася виключно|винятково| на ринок масової техніки. При цьому розробникам даної фірми вдалося упровадити|запровадити,впровадити| ряд|лаву,низку| рішень|розв'язань,вирішень,розв'язувань|, завдяки яким якість кадрів значно покращала.

Однією з основних інновацій була технологія HAD — Hole-Accumulation Diode. У матрицях HAD носіями інформації про заряд піксела були не електрони, а так звані «дірки». При цьому відпадала необхідність в полисиликоновом| електроді над світлочутливою частиною|часткою| піксела і значно збільшувалася чутливість сенсора, особливо в короткохвильовій частині|частці| спектру. Крім того, розміщення того, що поглинає «дірки» шару у|в,біля| поверхні матриці зменшувало тепловий шум.

При максимально відкритій|відчиненій| діафрагмі росте|зростає| відсоток|процент| променів, падаючих на поверхню матриці під великими кутами|рогами,кутками|. Після|потім| проходження через мікролінзи звичайної|звичної| конструкції ці промені, як правило, не потрапляли|попадали| на світлочутливий елемент. Щоб уловити максимальну кількість світла, що потрапляє|попадає| на мікролінзу, розробники Sony в матриці New Structure CCD використовували додатковий оптичний елемент. Розташована|схильна| безпосередньо над світлочутливим елементом внутрішня лінза коректувала промені, що входять під великими кутами|рогами,кутками|.

Асортимент ПЗС-МАТРИЦ| Sony дуже великий, причому із|із| збільшенням дозволу розмір і інтерфейсні роз'єми сенсора не змінюються, що дозволяє при розробці нового фотоапарата використовувати колишню оптику і корпус.

З|із| появою в модельному ряду|лаві,низці| матриці ICX413 Sony зайняла|позичила,посіла| відповідну нішу на ринку професійних камер. При діагоналі 28,4 мм розміри, сенсора (23,4x15,6 мм) відповідають кадру плівки формату APS, тому він ідеально підходить|пасує,личить| для використання в моделях, що створюються на базі плівкових «зеркалок|». В результаті цю шестимегапиксель-ную| матрицю вибрав Nikon для своєї професійної моделі D-100.

Значних успіхів в розробці КМОП-матриць для професійних камер добився концерн Canon. Розмір сенсора був збільшений до габаритів кадру APS, в результаті зросло відношення|ставлення| світлочутливої частини|частки| піксела до «обв'язування» і, як наслідок, значно піднялася|підійнялася| чутливість.

Крім того, до складу компонентів кожного піксела був включений своєрідний «фільтр», який заміряв рівень електронного шуму, що генерується «обв'язуванням» в неробочому стані. При зйомці «фільтр» кожного елементу автоматично «віднімав» цей шум з|із| сигналу, в результаті вплив нерівномірно розподілених по матриці електронних перешкод вдалося понизити|знизити|.

Лідируючі|лідерувати| позиції у області розробки КМОП-матриць займає|позичає,посідає| білий шукав фірма Fill Factory. Вона була заснована в 1999 році, але|та| розробками КМОП-матриць займалася ще з 1987 року, будучи підрозділом ШЕС|, Європейського незалежного центру мікроелектронних технологій. У результаті в стінах FillFactory з'явився|появився| ряд|лава,низка| цікавих і ефективних рішень|розв'язань,вирішень,розв'язувань|, що поліпшили показники КМОП-сенсорів.

В першу чергу|передусім,насамперед| вдалося значно збільшити світлочутливу область піксела. У звичайних|звичних| КМОП-матрицях фотони «вибивають» електрони на всій поверхні піксела. Тільки|лише| ось|от| ці «фотоелектрони» (термін ненауковий, але|та| іноді|інколи| в оптоэлек-тронике| вживаний) притягуються або «обв'язуванням» (розташованої|схильної|, до речі, на поверхні матриці), або підкладкою сенсора. Тому «фотоелектрони», що генеруються поверхнею навколо|навкруг,довкола| фотоелемента (а це 70 % всієї площі|майдану| піксела), в процесі створення|створіння| заряду жодним чином|ніяким чином| не беруть участь.

Фахівці|спеціалісти| FillFactory запропонували просте і геніальне рішення|розв'язання,вирішення,розв'язування|. Завдяки електростатичному бар'єру, що генерується, «фотоелектрони», що генеруються під «обв'язуванням», не поглинаються ні «обв'язуванням», ні підкладкою, а «всмоктуються» потенційною ямою фотоелемента. Процес «всмоктування» не так|настільки| вже і тривалий (від 10 до 50 наносекунд), тому тепловий шум (звичайно помітний при «довгих» витримках|витягах| на всіх типах сенсорів) практично відсутній. А ось|от| чутливість сенсора зростає у декілька разів, при цьому немає необхідності використовувати матриці великих габаритів. Отже, дана технологія може бути використана і в любительській техніці.

Динамічний діапазон КМОП|-сенсора можна розширити, використовуючи ще одне з напрацювань FillFactory — нелінійний режим накопичення заряду. У цьому режимі в «обв'язування» піксела додані|добавлені| елементи, які досягши певного рівня заряду в потенційній ямі перемикають|переключають| піксел в стан «насичення». У цьому стані «фотоелектрони» накопичуються в потенційній ямі менш інтенсивно, зменшуючи ризик її переповнювання.

Завдяки даній методиці відбувається|походить| адаптивне стиснення|стискування| динамічного діапазону кадру — світлі ділянки не виглядають «засвіченими», а темні — «недотриманими». Крім того, не потрібна велика розрядність АЦП|, скорочується також розмір кадрів.

Розроблені FillFactory КМОП-сенсори знайшли своє застосування|вживання| як в студійних (Leaf C-Most, Leaf Valeo), так і в професійних (Kodak DCS Pro 14n) фотоапаратах. Можливо, що в недалекому майбутньому КМОП|-матриці цієї фірми використовуватимуться і в любительській техніці.