КМОП-видеокамеры
Технологии ПЗС уже около 25 лет. ПЗС-устройства вступили в пору зрелости и дают прекрасные изображения с низким уровнем шума. Хотя принципы работы ПЗС-матриц основаны на МОП-электронике (металл-окисел-полупроводник}, но для изготовления ПЗС-матриц требуется особая кремниевая технология и специализированные линии производства.
Использовать ПЗС-процесс для интеграции других функций видеокамеры - формирователей тактовых импульсов, логических схем синхронизации, обработки сигнала и пр. - было бы реальным решением с технической точки зрения, но не с экономической. Обычно эти функции реализованы в других микросхемах. Таким образом, большинство ПЗС-видеокамер состоит из нескольких микросхем.
Кроме этой проблемы - интеграции всех электронных схем видеокамеры в отдельную микросхему - есть еще одна: ахиллесовой пятой ПЗС-устройств является потребность в тактовом генераторе. Для успешного функционирования важна амплитуда, и форма сигнала тактового генератора критична. Генерация импульсов необходимого размаха и формы обычно входит в задачу специализированной микросхемы, формирователя тактовых импульсов, а это приводит к двум серьезным затруднениям: несколько нестандартных напряжений питания и высокое энергопотребление. Если у пользователя имеется один вход подключения питания, то придется использовать несколько внутренних регуляторов для выполнения требований к электропитанию.
В последние два года на рынке появилось фоточувствительное устройство нового типа - КМОП-чип (комплементарная МОП-ИС, КМОП-ИС).
Сенсоры КМОП изготавливаются на базе стандартной КМОп-технологии, опираясь на так называемую VLSI-технологию (Very Large Scale Integration - сверхвысокий уровень интеграции}. Это гораздо более дешевый и стандартизованный метод производства микросхем, чем ПЗС-технология.
Основное преимущество КМОП-видеокамер в сравнении с ПЗС - это высокий уровень интеграции, который достигается за счет фактической реализации всех функций электроники видеокамеры на одной ИС. КМОП-технология для этого идеальна: логическая схема синхронизации, контроль экспозиции и аналого-цифровой преобразователь могут быть совмещены с сенсором, образуя завершенную однокристальную видеокамеру.
КМОП-фотоприемник «чувствует» свет так же, как и ПЗС, но дальше все происходит иначе Зарядовые пакеты не переносятся, а на ранней стадии обнаруживаются высокочувствительными усилителями зарядов на КМОП-транзисторах.

Рис.5.42. Цветная однокристальная КМОП-видеокамера
В некоторых КМОП-сенсорах усилители находятся поверх каждой колонки пиксел - сами пиксели содержат только один транзистор, который используется как шлюз, подключая содержимое пикселя к усилителю. Эти пассивные пиксельные КМОП-сенсоры работают наподобие аналоговой ОРАМ-памяти (динамического ОЗУ).
Слабое место КМОП-сенсоров - это проблема согласования множества различных усилителей внутри каждого сенсора. Некоторые производители решили эту проблему, снизив остаточный уровень шума с постоянным спектром до незначительных пропорций. Первые КМОП-устройства и прототипы видеокамер давали низкокачественное, зашумленное изображение, что делало сомнительным применение технологии в коммерческих целях. Вариации процесса приводят к тому, что каждый пиксель дает несколько отличный от других отклик, что проявляется в виде снега на изображении. Кроме того, светособирающая площадь матрицы меньше, чем у ПЗС-матриц, поэтому эти устройства менее чувствительны к свету.
Технология не стояла на месте - появились новые усовершенствования, в том числе интеграция функций обработки изображений, что позволило программировать обработку изображений, подавление шума, выполнять аналого-цифровое преобразование в микросхеме и пр. В настоящее время не так много КМОП-видеокамер используется в индустрии безопасности, но нет сомнений в том, что эти устройства привлекут всеобщее внимание, и если не чем-то иным, то по крайней мере своей низкой стоимостью и интеграцией электроники в одном корпусе.

Информационный источник: www.videо-guаrds.ru