Hardware - разное

       

CMOS от Canon


В отличие от большинства производителей цифровых камер, вынужденных покупать на стороне CCD- и CMOS-датчики, Canon с 1987 года, времени появления пленочных камер EOS, производит собственные датчики. Это обстоятельство в сочетании с контролем над полным циклом производства датчиков дает моделям компании неоспоримые технологические и финансовые преимущества перед камерами других марок, где применяются компоненты сторонних производителей. В то время (как, впрочем, и до сих пор) датчики использовались в работе системы автофокусировки: для создания цифровых версий изображения в видоискателе и отслеживания резкости в плоскости пленки. Технология BASIS стала частью системы, определившей первенство Canon в автофокусировке.

Использование собственных CMOS-датчиков Canon начала с однообъективной зеркальной камеры EOS-3, где технология CMOS была применена в системе 45-точечной автофокусировки. Установка датчиков такого типа в этой и других компактных и зеркальных камерах, а также широкие перспективы развития рынка сделали собственное производство датчиков оправданным, и компания продолжила их разработку с целью применения в системах автофокусировки и автоэкспозиции компактных моделей.

В 2000 году, начав с цифровой однообъективной зеркальной камеры EOS D30, Canon стала использовать CMOS-датчики для регистрации изображения. В модели был установлен датчик с 3,3 млн пикселей с максимальным разрешением 2160×1440. Однако прежде компании понадобилось освоить ряд технологий, обеспечивших ей качественный прорыв, так как CMOS-датчики имели ряд ограничений, мешавших их применению в устройствах захвата изображения. Ранние прототипы имели невысокую чувствительность и значительный уровень шума по сравнению с CCD-датчиками. Уровень шумов в CMOS-датчиках, казалось, исключал их применение в камерах высокого класса, которые предусматривают длинные выдержки и возможность работы при слабой освещенности. Взявшись за решение этих проблем с трех сторон, Canon нашла эффективное решение.

Первая проблема — высокий уровень шумов — присуща CMOS-датчику ввиду неодинаковости прохождения сигнала через усилители его элементов.
Сделать так, чтобы все 3, 3 млн усилителей работали одинаково, слишком сложная задача, поэтому инженеры Canon подошли к проблеме с другой стороны. Сняв собственный шумовой сигнал со всего множества усилителей, внутренняя система обработки сравнивает этот шум с сигналом при съемке изображения. Значение начального шума вычитается из этого сигнала, обеспечивая бесшумовую картинку.

Неодинаковость отклика каждого пикселя — это не только проблема несбалансированности усилителей, но и неравные начальные условия. Оказалось, что отдельные пиксели, соответствующие одному и тому же оттенку, посылали различные сигналы вследствие того, что на некоторых из них еще оставался заряд от предыдущего изображения. То есть некоторые пиксели оказывались экспонированными дважды: остаточный заряд с предыдущего кадра складывался с новым зарядом со следующего. С созданием системы, обеспечивающей полный перенос заряда с каждого элемента формирования изображения и восприятие нового изображение «с нуля», проблема была снята.

Хотя CMOS-датчик и отличался низким уровнем шумов при нормальных условиях, оставалась проблема его слабой собственной светочувствительности. Ответом стала разработка нового типа усилителя с переменным усилением поступающих с пикселей сигналов. Эти усилители с программируемым коэффициентом усиления позволили довести в популярной зеркальной камере EOS 350D эквивалентную чувствительность до ISO 1600.

В датчик камеры EOS 350D встроен фильтр, отсекающий инфракрасное излучение и уменьшающий эффект затуманивания. Датчик содержит такой же трехслойный оптический фильтр нижних частот, как и в камере EOS 20D. Фильтр нижних частот в сочетании с процессором EOS 350D DIGIC II уменьшает эффект «ложного цвета», который имеет место, например, при съемке структур, близких к размеру пикселя датчика. Заставить CMOS-датчик хорошо работать вопреки его собственной природе — задача, согласитесь, нелегкая, проще было поставить во все камеры CCD-датчик. Однако неоспоримые преимущества CMOS-датчика: малое энергопотребление и высокая скорость — щедро вознаградили его разработчиков.И с тех пор компания Canon неуклонно инвестирует в CMOS-технологии.



Canon EOS 5D изнутри


Содержание раздела