Датчики типа CMOS вытеснили более популярные раньше датчики типа CCD, но компания ON Semiconductor полагает, что потенциал CCD еще не исчерпан. По словам производителя, представленный сегодня первый датчик серии KAE «открывает новый класс датчиков изображения типа CCD».
В датчике нашли применение технологии Interline Transfer и Electron Multiplication, позволившие объединить очень низкий уровень шума, высокое качество изображения и высокую светочувствительность. Датчик KAE-02150 позволяет снимать видео с разрешением до 1920 x 1080 пикселей и кадровой частотой 30 или 60 к/с в самых разных условиях освещения, включая сцены с высоким контрастом. Эти возможности особенно востребованы в камерах для систем наблюдения и навигации, медицинском и научном оборудовании.
В KAE-02150 применена новая выходная схема, расширяющая динамический диапазон датчика за счет использования обычного выхода CCD (с малыми усилением) и выхода EMCCD (с большим усилением) индивидуально для каждого пикселя в одном и том же кадре. Заряд с каждого пикселя измеряется, после чего соответствующий уровень сигнала сравнивается с заранее выбранным порогом, чтобы определить, куда направить заряд. Пиксели из областей с малой освещенностью направляются на выход EMCCD, а пиксели из ярких областей, которые привели бы к перенасыщению регистра EMCCD и испортили бы изображение, направляются на обычный выходной усилитель CCD. Такой подход позволяет не терять информацию в самых светлых или самых темных участках изображения, как это происходит обычно.
Размеры активной области KAE-02150 — 10,56 х 5,94 мм (12,1 мм по диагонали), общее разрешение — 2004 х 1144 пикселей, активное — 1920 х 1080 пикселей. Размеры пикселя — 5,5 х 5,5 мкм. Емкость ячейки составляет 20 000 e, чувствительность — 44 мкВ/e, темновой ток одного фотодиода — менее 0,1 e/с, регистра VCCD — 6 e/с. Квантовая эффективность монохромного варианта датчика (KAE−02150−ABA) указана в спецификациях равной 50%, цветного (KAE−02150−FBA) — 33%, 41% и 43% для красного, зеленого и синего каналов соответственно, эффективность переноса заряда — 0,999999. Динамический диапазон в нормальном режиме (коэффициент усиления равен единице) составляет 68 дБ. При коэффициенте усиления 20x, соответствующем режиму Intra−scene, он достигает 86 дБ. При этом тактовая частота снижается с 40 до 20 МГц, а кадровая — с 60 до 30 к/с. Датчик упакован в корпус типа PGA со 135 выводами.
Источники: ON Semiconductor, ON Semiconductor
