|
 Отношение производителей конечной продукции к выбору между CCD и CMOS радикально поменялось в 2001 г., когда основные поставщики впервые высказали общую точку зрения, касающуюся разграничения сфер их применения. К тому времени стало очевидным, что CCD обеспечивает лучшие показатели при съемке динамичных и мелких объектов, поэтому ее предлагалось использовать для построения систем, требующих высокого качества изображения: цифровых фото- и видеокамер, медицинского оборудования и т. д. CMOS же отводилась ниша устройств, для которых критична конечная стоимость -- недорогие фотоаппараты, бытовая, офисная техника и игрушки. Несмотря на это дифференцирование, дискуссии между экспертами вспыхнули с новой силой. Часть из них даже возмутилась тем, что перспективы CMOS искусственно занижаются из-за "бездарной маркетинговой политики некоторых ее производителей". Плюс ко всему в 2001 г. начали появляться так называемые "spy cam", камеры, чье разрешение не превышало 0,1--0,3 мегапиксела, размеры сопоставимы со спичечным коробком, а объем внутренней памяти (внешней нет вообще) составляет всего 2--3 MB. В новую нишу хлынуло сразу несколько десятков азиатских производителей, а поскольку для подобного изделия цена -- первостепенный фактор, в качестве основы использовались только CMOS-сенсоры, самые дешевые на тот момент.
Такой же более или менее однозначный выбор в пользу CMOS мог бы произойти и в сегменте камерофонов (мобильных телефонов со встроенной камерой). С тех пор как о внедрении фотофункций начали говорить почти все изготовители сотовых аппаратов, стало понятно, что "путевку в жизнь" получит та из технологий, которая сможет удовлетворить требованиям производителей этих устройств, не отличавшихся сложностью в 2001 г.
В конце 2002 -- начале 2003 гг. противостояние сенсоров вышло на новый виток, связанный с появлением 1--1,3-мегапиксельных камерофонов, предполагающих четырехкратное увеличение разрешения захватываемой картинки по сравнению с предыдущим стандартом. Требования для "миллионников" были уже гораздо серьезнее, чем для их 0,1--0,3-мегапиксельных предшественников (подробнее мы уже писали о технологических проблемах, с которыми столкнулись производители сенсоров и оптики). Но и тут обе технологии какое-то время шли рука об руку, не желая уступать место на рынке, хотя, принимая во внимание возможность более плотного размещения фотодиодов на CCD-матрицах, похоже на то, что именно они будут пользоваться повышенным спросом у изготовителей конечных 1-мегапиксельных устройств.
Технологическое выравнивание
Опыт производства, накопленный за годы развития CMOS, позволил с каждым новым поколением этих сенсоров существенно снижать фиксированные и случайные шумы, влияющие на качество картинки. Еще одно слабое место CMOS -- искажения, появляющиеся при захвате динамического изображения вследствие слабой чувствительности сенсора. В современных устройствах их удается избежать, а захват изображения без особых артефактов возможен со скоростью 15--30 кадров/с, и уже 0,3-мегапиксельные CMOS-сенсоры фактически были избавлены от этой проблемы.
Чтобы выйти на новый уровень качества, процесс создания CMOS-сенсоров претерпел существенные изменения. Раньше их изготовляли на таких же высокоскоростных линиях, как и, например, микросхемы памяти. Сегодня растущая потребность в более качественных CMOS заставляет разработчиков переводить производство на менее скоростные специализированные линии. В результате они поднялись в цене, и в настоящее время разница в стоимости между CMOS-сенсорами и CCD-матрицами сократилась до минимума.
Однако победа в конкуренции технологий, скорее всего, лежит в плоскости уменьшения площади пиксела. Для успеха на рынке 1-мегапиксельных решений для камерофонов (а именно они обещают стать "локомотивом" сбыта в ближайшие годы, см. диаграмму) при диагонали 1/4 дюйма площадь пиксела должна составлять не более 3 мкм2. При всех усилиях производителей CMOS удовлетворить таким требованиям они пока не могут, поэтому, как считают эксперты, по крайней мере в 2003 г. в данной нише будет господствовать CCD.
Многие крупные производители компонентов выпускают и CMOS-сенсоры, и CCD-матрицы. Например, Sharp, крупнейший в мире поставщик модулей захвата изображения (и CCD, и CMOS), считает 2003 год эпохой настоящего расцвета технологии CCD, которая уже сейчас в состоянии удовлетворить потребности разработчиков 1--1,3-мегапиксельных камерофонов. В 2004 г. компания планирует в три раза увеличить продажи сенсоров и матриц (с 2 до 6 млн. в месяц). Однако господствовать на рынке CCD-модулей в следующем году, возможно, будет Sanyo. Сейчас она поставляет 50% всех CCD-матриц, а уже к весне следующего года планирует увеличить продажи с 1 до 5 млн. штук в месяц.
CMOS, CCD или?..
Расчет Toshiba и Mitsubishi Electric, специализирующихся на CMOS, состоит в выходе на рынок камерофонов только к 2005 г., но сразу с 2-мегапиксельным сенсором. По словам представителей компаний, их главное преимущество будет заключаться в экономичности. Чтобы достойно конкурировать с ними, создатели CCD должны решить главную проблему, заложенную в основах технологии, -- высокое энергопотребление. Если пользователи 1--1,3 мегапиксельных устройств еще смогут мириться с малым сроком их работы, то с увеличением разрешения этот вопрос встанет остро. С другой стороны, вполне вероятно, что к тому времени широким слоям покупателей будут доступны батареи для мобильных устройств с гораздо бoльшей, чем сейчас, емкостью -- изыскания в данной области ведутся несколькими крупными корпорациями. Причем, как утверждают представители Sanyo, технологического потенциала CCD хватит на производство не только 2-, но и 3-мегапиксельных матриц, которые должны появиться уже к 2006 г.
Многие альтернативные разработки на фоне дискуссий вокруг CMOS и CCD остаются в тени, хотя, по предварительным данным, они легко составили бы конкуренцию обеим. Принимая во внимание определенные недостатки двух базовых "фотографических" технологий, вполне реально предположить и грядущий выход на рынок новых стандартов. Одним из таких может стать уже вполне коммерческая сегодня технология X3 от Foveon. Ее поддерживает Kodak, которая в недалеком прошлом сама работала над созданием подобной матрицы, способной улавливать фотоны трех цветов за счет разной длины волн. Однако вскоре компания была вынуждена отказаться от дальнейших исследований, посчитав их себестоимость слишком высокой.
Второй претендент на рынок массовых устройств захвата изображения -- продукт Innotech под названием VMIS (Voltage Modulation Image Sensor). Компания пока не разглашает деталей своей технологии, однако заявляет, что в ее основе лежит процесс обработки сигналов, схожий с тем, что используется в CMOS, со всеми его преимуществами, включая низкое энергопотребление. При этом качество изображения будет сопоставимо с CCD. Лицензию на производство VMIS-модулей уже приобрела Fujitsu, которая, помимо мобильных телефонов, собирается использовать их в системах контроля автотрафика и охранных видеокамерах.
Источник: www.ko.itc.ua, 2003 г.
|
