CMOS matrica

CMOS (latviski — papildu metāla oksīda pusvadītājs) ir daudzu gaismjutīgu elementu sistēma, kas izgatavota CMOS tehnoloģijā.

CMOS sensori ir atrodami daudzās ierīcēs, piemēram, tīmekļkamerās, kompaktajās digitālajās kamerās, DSLR (DSLR), vadības elementos ražošanas automatizācijā, digitālajās rentgena iekārtās un daudzās citās vietās. CMOS sensorus var atrast dažādu klašu kamerās no vienkāršākajām līdz vismodernākajām. Tos izmanto visos Canon DSLR modeļos (EOS sērijās).

Izņēmums ir 2001. gada EOS 1D modelis, kas izmanto CCD matricu. Kopš 2006. gada šāda veida sensorus DSLR kamerās izmanto arī Nikon, bet kopš 2008. gada — Pentax (modelis K20D).

Matricas, ko sauc par LiveMOS, nav CMOS sensoru varianti, bet gan konkurējošas NMOS (N tipa metāla oksīda pusvadītāju) tehnoloģijas piemēri. Šie sensori tiek izmantoti Panasonic, Olympus un Leica bezspoguļu kamerās.

Struktūra

Matrica sastāv no miljoniem elementu ar šādu struktūru:

• gaismjutīgs elements, kas darbojas pēc fotodiodes principa
• ciparu-analogā signāla pastiprinātājs
• analogais-ciparu pārveidotājs
• mikrolenzes, kuru uzdevums ir koncentrēt gaismu uz gaismjutīgo elementu
• krāsu filtrs, kas atbild par to, ka pikselis ir jutīgs tikai pret noteiktu gaismas spektru. Visbiežāk izmantotais Bayer filtra siets.

Priekšrocības un trūkumi

Priekšrocības:

• zemi traucējumi datu pārraidē, jo ir maza attāluma fotodiode-A/D pārveidotājs
• zemas ražošanas izmaksas, tas ir saistīts ar to, ka preses var ražot mašīnās, kas veic citus CMOS tehnoloģijas elementus
• zems enerģijas patēriņš (visu CMOS tehnoloģijas sistēmu iezīme)
• ātra nolasīšana (bez nepieciešamības aptumšot matricu, kā tas ir CCD gadījumā)
• viegla atiestatīšana (elektroniskais aizvars)
• spēja nolasīt atlasītos pikseļus (izmanto fokusēšanai)

Trūkumi:

• zemāka gaismas jutība salīdzinājumā ar CCD. Daļa no matricas nav gaismjutīga (ja ir devēji); CMOS tehnoloģijā izgatavotām fotodiodēm ir arī mazāka gaismas jutība
• augstāka tumšā strāva (pašu traucējumi, kas rodas īpaši ilgstošos ekspozīcijas laikos)
• neviendabīgums: tā kā katram pikselim ir savs pastiprinātājs, ir grūti saglabāt katra pastiprinātāja kvalitātes režīmu, kas liek katram pikselim norādīt nedaudz atšķirīgus parametrus ar tādu pašu apgaismojumu. Tas apgrūtina lasīšanas vienojošo procesu
• zemāka dinamika.