Переваги системи:

Більш чітке зображення:

• Не потрібно процедури інтерполяції відсутніх компонентів в кожному пікселі.

• Не потрібно постановки перед матрицею розмиваючого фільтра (обов'язкового компонента Байєра- матриць, він же англ. Anti-aliasing filter) для вирішення проблеми колірного муару - явища, характерного для мозаїчних матриць;

Потенційно кращі шумові характеристики:

• Теоретично, дозволяє поліпшити співвідношення сигнал / шум завдяки відсутності поглинаючих ⅔ світлового потоку кольорових фільтрів. Але через поглинання світлового потоку верхніми шарами і необхідності відновлювати насиченість кольору додатковою обробкою виграш в чутливості виявляється невеликий.

• За заявою розробників, Foveon Х3 має ще одну цікаву властивість - змінюваний розмір ефективного пікселя. Малий розмір дозволяє робити знімки високої роздільної здатності. Більший - дає можливість знімати при слабкому освітленні. Об'єднання пікселів в системи 1 × 1, 4 × 4, 1 × 2 і т. д. проводиться в динамічному режимі.

Недоліки системи:

• Недостатня точність перенесення кольорів і неможливість її радикального поліпшення, оскільки найбільшою мірою вона визначається властивостями кремнію як такого, і довільний вибір барвника для компонентів неможливий.

• Відносно високий рівень цифрового шуму. На жаль, поділ виявляється далеко не повним. Частина фотонів поглинається в «не своїй» області. В результаті, колірна інформація виявляється неповною, насиченість кольору при прямому використанні RGB сигналів з сенсора як значень пікселя зображення дає малоконтрастну ненасичену картинку. Для компенсації цього ефекту потрібно вводити агресивний алгоритм відновлення колірного відтінку. Саме вимушений підйом насиченості вносить основний вклад у збільшення підсумкового шуму матриці.

Технічні характеристики деяких серійних зразків.

Розміри матриць фотоапаратів

Розміри матриць цифрових кінокамер

CCD-матриця KAI-0340M для швидкісної FireWire камери.

Характеристики монохромної CCD-матриці KAI-0340D для швидкісної відеокамери:

Рис. CCD-матриця KAI-0340D

• Загальна кількість пікселів матриці 640 х 480

• Розмір одного пікселя 7,4 мкм х 7,4 мкм

• Можливість вибору розміру області інтересу при скануванні

• При зменшенні розміру вікна сканування можна збільшити частоту кадрів (список можливих значень наведено нижче)

• Електронний затвор забезпечує одночасну експозицію всіх пікселів матриці відеокамери. Час експозиції для всіх елементів матриці може змінюватися від 20 мкс до 16 мс на частоті 60 Гц

• Квантова ефективність матриці до 53%

• Чутливість матриці 3,1 В / Люкс / с

• Динамічний діапазон> 60 дБ

• Коефіцієнт перетворення 31 μV / e

• Споживана потужність до 4 Ватт

• Напруга живлення 8-32 В

• Робоча температура від 0 до +45 градусів C

Залежність максимальної частоти кадрів матриці KAI-0340D від розміру вікна:

У матриці KodacKAI-0340M можна використовувати тільки фіксовані значення розміру вікна для збільшення частоти кадрів. При використанні інших варіантів розмірів вікна можна буде знизити потік даних від камери до комп'ютера, але підвищити максимальну частоту сканування не вийде.

• 640 х 480 - 214 Гц

• 228 х 480 - 581 Гц

• 640 х 164 - 618 Гц

• 228 х 164 - 1637 Гц

• 228 х 55 - 3400 Гц

Рис. Квантова ефективність зразка CCD.

CCD vs. CMOS

Рис. Фоточутлива КМОН-матриця

Переваги КМОН-матриці в порівнянні з ПЗЗ-матрицею:

• Дешевший і простіший технологічний цикл.

• Є можливість отримувати зображення з окремо взятих пікселів.

• Енергоспоживання значно нижче.

• КМОН матриця має в кожному пікселі перетворювач заряду в напругу, Підсилювач сигналу, подавлювач шуму, АЦП та іншу допоміжну електроніку.

• Розробка приладів на базі КМОП-матриц менш ресурсномістка, ніж наПЗС-матрицях.

Недоліки КМОН-матриці в порівнянні з ПЗЗ-матрицею:

• Менше заповнення поверхні світлочутливими елементами, тому що на поверхні розташовуються транзистори.

• Вище рівень шуму.

• Нижче динамічний діапазон.

• Нижче просторова частота.

• За замовчуванням більшість характеристик, що відповідають за якість картинки гірше, ніж в ПЗС-матрицях.

Відношення виробників кінцевої продукції до вибору між CCD і CMOS радикально змінилося в 2001 р., коли основні постачальники вперше висловили спільну точку зору про розмежування сфер їх застосування. На той час стало очевидним, що CCD забезпечує найкращі показники при зйомці динамічних і дрібних об'єктів, тому її пропонувалося використовувати для побудови систем, що вимагають високої якості зображення: цифрових фото-і відеокамер, медичного обладнання тощо CMOS ж відводилася ніша пристроїв, для яких критична кінцева вартість - недорогі фотоапарати, побутова, офісна техніка та іграшки. Незважаючи на це диференціювання, дискусії між експертами спалахнули з новою силою. Частина з них навіть обурилася тим, що перспективи CMOS штучно занижуються через "бездарну маркетингову політику деяких її виробників". Плюс до всього в 2001 р. почали з'являтися так звані "spycam", камери, чиє розширення не перевищувало 0,1-0,3 мегапікселя, розміри порівнянні з сірниковими коробками, а обсяг внутрішньої пам'яті (зовнішньої немає взагалі) становить всього 2 - 3 MB. У нову нішу хлинуло відразу кілька десятків азіатських виробників, а оскільки для подібного виробу ціна - першорядний фактор, як основу використовувалися тільки CMOS-сенсори, найдешевші на той момент.

Такий же більш-менш однозначний вибір на користь CMOS міг би відбутися і в сегменті камерофонів (мобільних телефонів з вбудованою камерою). З тих пір як про впровадження фотофункцій почали говорити майже всі виробники стільникових апаратів, стало зрозуміло, що "путівку в життя" отримає та з технологій, яка зможе задовольнити вимогам виробників цих пристроїв, що не відрізнялися складністю в 2001 р.

В кінці 2002 - початку 2003 рр.. протистояння сенсорів вийшло на новий виток, пов'язаний з появою 1-1,3-мегапіксельних камерофонів, що припускають чотириразове збільшення дозволу захоплюваної картинки в порівнянні з попереднім стандартом. Вимоги для "мільйонників" були вже набагато серйозніше, ніж для їх 0,1-0,3-мегапіксельних. Але й тут обидві технології якийсь час йшли рука об руку, не бажаючи поступатися місцем на ринку, хоча, беручи до уваги можливість більш щільного розміщення фотодіодів на CCD-матрицях, схоже на те, що саме вони будуть користуватися підвищеним попитом у виробників кінцевих 1-мегапіксельних пристроїв.