масла в огонь
http://www.dpreview.com/news/2002/9/26/fillfactorycmos
Разрешение CMOS-матрицы эффективное - 13,7 млн., полное - 13,89 млн. также вызывает уважение. Подобным характеристикам зеркальные KODAK DCS Pro SLR обязаны продукции бельгийской компании FillFactory.
CMOS-матрицы от FillFactory
Компания FillFactory была основана в 1999 году, однако разработками CMOS-матриц занималась еще с 1987 года, будучи подразделением IMEC (Европейского независимого центра микроэлектронных технологий). Как и компания Canon при производстве светочувствительных матриц на основе CMOS-технологии, инженеры FillFactory столкнулись со значительными методическими и технологическими трудностями.
Для того чтобы понять суть проблем FillFactory, необходимо вспомнить, чем CMOS-матрицы отличаются от CCD-матриц. В CMOS-матрицах преобразование фотонов света в электрический заряд происходит так же, как и в CCD-матрицах. Отличие состоит в том, что преобразование заряда в напряжение осуществляется прямо внутри светочувствительного элемента CMOS-матрицы. Для синхронизации работы и для передачи полученных сигналов в устройстве используются адресные шины столбцов и строк матрицы. При этом возможно считывание информации со всей матрицы, со столбца, со строки либо с отдельного элемента. В результате отпадает необходимость в наличии регистров сдвига и управляющих микросхемах, что значительно сокращает энергопотребление сенсором.
В CCD-матрицах информация считывается последовательно из каждой ячейки, ряд за рядом. В то время как процесс изготовления светочувствительных CCD-матриц достаточно сложен и требует специализированного оборудования, технология производства CMOS-матриц широко распространена. Практически любой завод радиоэлектронных изделий способен в кратчайшие сроки наладить выпуск сенсоров такого типа. Этим обстоятельством и определяется их невысокая стоимость. С момента своего появления CMOS-матрицы декларируются как "наиболее перспективные фотосенсоры", однако ряд присущих им недостатков не позволяет этим устройствам полностью вытеснить CCD-устройства.
Отношение площади фоточувствительного элемента ко всей площади пикселя называется "fill factor" - коэффициент заполнения. ("Fill factor" - прямо-таки название бельгийской компании). Большинство CMOS-пикселей имеют "fill factor", не превышающий 75%. В отличие от них, у ССD-пикселей его величина достигает 100%. Для борьбы с недостатками CMOS-технологии инженеры FillFactory в первую очередь решили значительно расширить светочувствительную область пиксела. Дело в том, что в CMOS-матрицах падающие фотоны "выбивают" электроны на всей поверхности пиксела. Полученные электроны притягиваются либо т.н. "обвязкой", расположенной на поверхности матрицы, либо ее подложкой. Поэтому электроны, рождающиеся вокруг светочувствительной области пиксела, в процессе создания заряда не участвуют. Инженеры FillFactory предложили генерировать электростатическое поле, образующее "барьер", препятствующий проникновению электронов в подложку либо "обвязку". В результате рождающиеся электроны не поглощаются ни "обвязкой", ни подложкой, а "всасываются" потенциальной ямой фотоэлемента. Чувствительность матрицы возрастает в несколько раз, при этом исчезает необходимость в использовании устройств значительных размеров.
Еще одну из своих новаций FillFactory использовала для расширения динамического диапазона CMOS-матриц. Оказалось, что для этого в "обвязку" пиксела необходимо добавить специальные элементы, которые при достижении определенного уровня заряда в потенциальной яме переключают пиксел в состояние "насыщения". В этом состоянии электроны накапливаются в потенциальной яме менее интенсивно, уменьшая риск ее переполнения. Благодаря такому подходу светлые участки фотографии не выглядят "засвеченными", а темные - "недодержанными". Кроме того, не требуется высокая разрядность АЦП и уменьшается размер снимков.
Среди основных партнёров FillFactory был концерн Creo, использующий CMOS-сенсоры от FillFactory в своих студийных приставках ("задниках") к среднеформатным пленочным аппаратам серии "Valeo" - Valeo-11 и Valeo-22 (с разрешением 11 и 22 мегапикселей соответственно). Первые Valeo с 11-мегапиксельной матрицей появились в России у профессиональных фотографов в начале этого тысячелетия.
