Типы матриц фотоаппаратов

Матрица фотоаппарата – это сенсорное устройство, отличающееся высокой чувствительностью.

Матрица выполняет функцию перевода оптического сигнала в цифровое изображение.

От её типа и качества зависит уровень получаемых фотографий.

Какие бывают типы фотоматриц?

Выделяют следующие виды матриц:

• ПЗС-матрица;
• КМОП-матрица;
• Live-MOS;
• Super CCD-матрица;
• QuantumFilm.

Автор: Bautsch
Источник: commons.wikimedia.org

ПЗС (CCD) матрица

Устройство представляет собой аналоговую микросхему, состоящую из кремниевых диодов. В нём используется технология ПЗС (приборов с зарядовой связью).

Такие матрицы были сконструированы для:

• Камер сотовых телефонов;
• Фотоаппаратов;
• Медицинского оборудования;
• И пр.

Их положительные свойства:

1. Получаемые снимки отличаются невысоком уровнем шума;
2. Цвета остаются естественными и неискажёнными;
3. Матрицы просты в производстве;
4. Отсутствует нагревание при длительном применении.

Главный недостаток ПЗС-матриц – энергоёмкость. Также, фотоаппараты с ними достаточно массивны, ввиду больших габаритов самой матрицы. 

Автор: Megan Lewis
Источник: commons.wikimedia.org

Где используется КМОП-матрица?

КМОП (другое название – CMOS) – это чувствительная матрица, действие которой основано на CMOS-технологии.

Этот тип широко распространён на протяжении уже многих лет, но при этом не является устаревшим.

Используют КМОП-матрицы в видеонаблюдении. Ежегодно появляются новейшие вариации камер, произведённых в соответствии с КМОП-технологией.

Автор: Raysonho
Источник: commons.wikimedia.org

К достоинствам можно отнести:

1. Незначительное энергопотребление;
2. Невысокую стоимость;
3. Компактные габариты (отсутствуют необязательные процессорные микросхемы; аналоговая, цифровая и обрабатывающая схемы объединены);
4. Возможность увеличения чувствительности за счёт разнообразных усилителей (баланс белого, например, совершенствуется настройкой усиления цветов);
5. едорогое и несложное производство.

Конечно, существуют и недостатки:

1. Низкое разрешение;
2. Высокая шумность, обусловленная габаритом диода ячейки;
3. Нагревание прибора в процессе считывания информации. Это осуществляется ввиду наличия внушительного количества электронных элементов. 

Матрица Live-MOS  

Корпорация Panasonic – производитель и пользователь данного типа.

В основе находится также КМОП-технология, однако затрачивающая меньше напряжения.

Особенностью является картинка в режиме «live»; причём, без опасности сильного нагревания и увеличения шумности.

Положительные моменты:

1. В статике энергозатратыминимальны;
2. Фотокамеры минимизированы; осуществляется расположение электроники пикселей в одном сегменте;
3. Пользователь самостоятельно регулирует усиление цветов, соответственно, совершенствуя цветопередачу.

Автор: Kārlis Dambrāns
Источник: commons.wikimedia.org

Недостатки:

1. Некоторая часть светочувствительного компонента имеет одни и те же пропорции, что и чувствительность;
2. На снимках часто появляется шум. Это происходит потому, что у каждого пикселя своя электрическая цепь, а также своя зависимость между экспозицией и выходным зарядом;
3. Электрические элементы оказывают влияние не только на шум, но и на нагревание. Возможен перегрев.

Матрица Super CCD

Данный вид устройства применяется в аппаратуре фирмы Fujifilm. В Super CCD-матрице есть зелёные пиксели разной величины. Они делают больше фотографическую широту. Такие пиксели отличаются формой: они не прямоугольные, а восьмиугольные.

Положительные свойства:

1. Несомненным плюсом является то, что изображение, находящееся в объективе, имеет только горизонтальные или вертикальные линии;
2. Высокая чувствительность;
3. Расширенный динамический диапазон.

Важный недостаток – пропуск Super CCD диагональных линий. А они, на самом деле, и составляют объекты.

Автор: Thomas Vogt
Источник: commons.wikimedia.org

Матрица QuantumFilm

Главным элементом такого вида являются квантовые точки.

Технология на квантовых точках поистине удивительна; благодаря ей осуществляется практически стопроцентный захват света. А это помогает добиться хорошей светочувствительности при плохой освещённости.

Автор: LG전자
Источник: commons.wikimedia.org

Обладает целым рядом достоинств, среди которых:

1. Невысокая цена;
2. Маленькие габариты сенсора (ввиду квантовых точек);
3. Динамический диапазон QuantumFilm матрицы в 2 раза больше диапазона других устройств, сделанных по технологии CMOS. Это преимущество также обусловлено квантовым эффектом;
4. Материал, из которого сделана квантовая точка, является и линзой, и усилителем.

Все изображения в статье использованы в информационных и учебных целях, а также в целях раскрытия творческого замысла.