|
|
По принципу накопления сигнала ПЗС и (ПЗИ да родственники их CMOS) одинаковы, разные методы считывания. У ПЗИ метод считывания был не в дугу, на новом технологическом витке их заменили CMOS.
Мы из своей лаборатории диссектор выбросили в 84 году, в 85 году перешли на _тогдашние_ советские ПЗС. Отчасти ради жёсткости растра, отчасти из-за того, что прибор без накопления не устраивал по чувствительности.
Объясните мне, почему вдруг тот же фотодиод, что и в ПЗС-матрицах (фотодиодных), но стоящих в CMOS -- выиграет в квантовой эффективности.
А ЭОП не диссектор, сравнивать их нельзя. Можно поставить ЭОП перед
ПЗС-матрицей, CMOS-сенсором, кстати, до сих пор ещё в эксплуатации много систем, где ЭОП стоит перед телекамерой с видиконом :-)
По размеру пиксела. Я как раз говорю об изображении. Я же не говорю о числе пикселов, я говорю о размере одного. Я не предлагаю собрать весь свет в мифическую точку, я предлагаю собирать его на пиксел.
Если идёт речь об изображении, то к сказанному раньше придётся добавить -- чем больше размер пиксела, тем больше будет при фиксированном разрешении (числе пикселов) размер матрицы и размер объектива. Но это не имеет отношения к чувствительности _одного_ пиксела.
Так вот, при фиксированном относительном отверстии объектива чем больше пиксел, тем больше света он соберёт. Возражения имеются?
Теперь про темновой ток. Соотношение сигнальных электронов к термогенерированным при изменении площади пиксела постоянно. Но если бы шум определялся только темновым током - я был бы счастлив.
Есть ещё две вещи -- фотонный шум и шум считывания.
Фотонный шум напрямую зависит от числа нагенерированных носителей. Кстати, как и _шум_ термогенерации, сама по себе термогенерация почти по барабану. У нас в одной системе термогенерация заливала до трети ёмкости ямы, ну и что. Она сама вычитается -- её неоднородность компенсируется в компьютере (точнее, тогда это называлось "микро-ЭВМ ДВК-2"). Абсолютное значение термогенерации только снижает динам-диапазон в сторону _сильных_ сигналов (а меня интересуют слабые).
Так вот, для N электронов (сигнальных или термогенерённых -- неважно) шум будет sqrt(N) электронов, сигнал/шум тоже равен sqrt(N).
Вот и получаем, что при в 4 раза большей площади пиксела мы имеем в 4 раза больше электронов и в 2 раза больше отношение сигнал/фотонный_шум и сигнал/шум_темнового_тока.
Вот тут в полный рост встаёт и вопрос QE/усиления. При высокой квантовой эффективности мы из заданного числа фотонов получим больше электронов и будет лучше соотношение сигнал/дробовый_шум (дальнейшее усиление улучшить ситуацию уже не сможет, только ухудшить).
Далее - у нас есть ещё шумы считывания (выходного устройства ПЗС, шумы усилителя в CMOS) и наводки в этом тракте (даже синхронная наводка постоянной амплитуды за счёт джиттера сигналов стробирования УВХ, АЦП -- превращается в шум). Чем выше мы над этими гадостями поднимем сигнал за счёт площади пиксела, тем лучше.
При 1000 сигнальных электронах 10 электронов шума считывания и дальнейшего тракта дадут с/ш 100, при 4000 сигнальных -- уже 400.
Кстати, я не зря упомянул sarnoff-овский CMOS-сенсор с пикселом 40х40 микрон (и 12-битным встроенным АЦП), с которым он игрался.
Как ты думаешь, почему его сделали? Ведь технология позволяет сделать CMOS-сенсоры с на полтора-два порядка меньшей площадью пиксела, следовательно, при фиксированном разрешении - площадью кристалла, следовательно, ценой.
ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТЬ, вот причина.
E-mail: 
info@telesys.ru
