TFT vs CCD vs CMOS Опции

[_pv]

Здравствуйте.
возникла необходимость в специфическом сенсоре изображения с большими (~40мкм) пикселами.

тут в соседних ветках обсуждалось изготовление микросхем в кремнии,
я никак не могу понять каким образом вообще производят кмоп матрицы при таких ценах за квадратный мм на пластине???
а вот тфт процесс вроде должен быть гораздо дешевле кмопа.
в связи с этим приветсвуется любая информация о тфт технологии.
впрочем как и о ccd.
кто где и почем делает?

[psygash]

На самом деле цены сильно зависят от технологии (объемный/КНИ/КНС КМОП/БиКМОП, минимальных топологических размеров, количества слоев металлизации и тд.) и цена кристаллов сильно падает с увеличением объема заказа. При указанных вами размерах светочувствительной ячейки (40мкм) дешевле договориться с отечественными производителями ИС (технологии от 0.8 мкм и выше).
Насчет TFT мне кажется, что их характеристики будут сильно хуже, чем в кристаллическом кремнии. Так подвижность у TFT транзисторов в несколько раз (если не на порядок, точных данных не имею) ниже, чем у кристаллических. Хотя все зависит от требований к матрице.

[DSIoffe]

Попробуйте заглянуть вот сюда:
http://www.silar.spb.ru/c/ccd_r.htm
Есть готовые матрицы с размером ячейки 22х22 мкм, можно договориться о своём.

[DS]

А так все это и стоит - дестки тысяч $. Если денег не жалко, можно, конечно, и наши пользовать, но обычно кроме размера еще важны темновые токи, динамический диапазон, линейность, возможность охлаждать без риска, что на сотый раз ноги от кристалла отвалятся.
Если не надо большой емкости колодца, проецируйте оптикой. А какое Вам при этом число пикселей надо ? Т.е. линейный размер матрицы ? Качественная матрица 34х25 мм здесь может стоить тысяч 7 долларей.

[_pv]

спасибо всем откликнувшимся.

На самом деле цены сильно зависят от технологии (объемный/КНИ/КНС КМОП/БиКМОП, минимальных топологических размеров, количества слоев металлизации и тд.) и цена кристаллов сильно падает с увеличением объема заказа. При указанных вами размерах светочувствительной ячейки (40мкм) дешевле договориться с отечественными производителями ИС (технологии от 0.8 мкм и выше).
Насчет TFT мне кажется, что их характеристики будут сильно хуже, чем в кристаллическом кремнии. Так подвижность у TFT транзисторов в несколько раз (если не на порядок, точных данных не имею) ниже, чем у кристаллических. Хотя все зависит от требований к матрице.

знать бы что именно мне нужно от технологии.
а отечественные производители это
http://www.micro-design.ru и http://www.angstrem.ru, или еще кто-то есть?
Характеристики у тфт конечно будут похуже, но зато цена тоже должна быть "получше".
тфт технология, если потянет по качеству, на первый взгляд кажется куда более дешевой,
грубо говоря сколько стоит квадратный миллиметр lcd монитора, и квадратный миллиметр на кремниевой шайбе http://electronix.ru/forum/index.php?s=&sh...indpost&p=32330, я конечно понимаю что крупная партия сильно дешевле и что мне и 1 микронного процесса за глаза хватит, но все-таки..

А так все это и стоит - дестки тысяч $. Если денег не жалко, можно, конечно, и наши пользовать, но обычно кроме размера еще важны темновые токи, динамический диапазон, линейность, возможность охлаждать без риска, что на сотый раз ноги от кристалла отвалятся.
Если не надо большой емкости колодца, проецируйте оптикой. А какое Вам при этом число пикселей надо ? Т.е. линейный размер матрицы ? Качественная матрица 34х25 мм здесь может стоить тысяч 7 долларей.

Об охлаждении речь пока не идёт.
Шумы считывания почти у всех (не астрономических, которые и стоят такие же астрономические суммы) не сильно дорогих матриц порядка 30е-
темновые токи, точнее их шум при разумных выдержках (порядка сотни милисекунд, а не десятка секунд, как в случае с все теми же астрономами) обычно не превышает собственные шумы (считывания, sqrt(kT/C), и т.д.) и проблем создавать не должен.
ёмкость ячейки и динамический диапазон с таким размером пиксела вроде тоже получить не сложно.

нужны обычные дешевые матрицы формата около 1/3'' - 1/4'' только с большими пикселами по ~40 микрон, ну а пикселов соответственно будет ~100x100.
готовых таких я не встречал, а если взять обычные кмоп матрицы с мелкими ~5-ти микронными пикселами и объединить их в 10х10 то шум считывания да и вообще щумы тоже в 10 раз и вырастут, что не есть здорово.
света мало. оптика задана. остается пинать матрицу.

Попробуйте заглянуть вот сюда:
http://www.silar.spb.ru/c/ccd_r.htm
Есть готовые матрицы с размером ячейки 22х22 мкм, можно договориться о своём.

Да, это интересно, спасибо, буду узнавать у них что и как.
только все-таки цены у них астрономические, правда и качество матриц соответствущее. мне столько наверное не надо

[DS]

А вы не смотрели матрицы, имеющие binning - это позволяет сливать заряд с нескольких соседних пикселей в один колодец. соотвественно, шум считывания не увеличивается.

[Джеймс]

_pv:
готовых таких я не встречал, а если взять обычные кмоп матрицы с мелкими ~5-ти микронными пикселами и объединить их в 10х10 то шум считывания да и вообще щумы тоже в 10 раз и вырастут, что не есть здорово.
света мало. оптика задана. остается пинать матрицу.

Это как?? Объединение пикселей (бининг) дает улучшение отношения сигнал/шум, а не ухудшение! (естественно теряется разрешающая способность)

http://videoscan.ru/page/728
http://www.photomet.com/library_enc_binning.shtml
http://www.photomet.com/library_enc_signal.shtml
http://www.andor.com/library/light/index.asp?app=320

И, придя к таким выводам, Вы находите простым решением - изготовление собственного кристалла?

”Остается пинать матрицу” – совершенно верно - применять объединение пикселей. Единственное, если у вас не ПЗС, а такая КМОП, у которой вообще нет никаких управляющих сигналов, а только выход, – то объединять не на матрице, а уже в цифровом виде.

[DS]

Это как?? Объединение пикселей (бининг) дает улучшение отношения сигнал/шум, а не ухудшение! (естественно теряется разрешающая способность)

”Остается пинать матрицу” – совершенно верно - применять объединение пикселей. Единственное, если у вас не ПЗС, а такая КМОП, у которой вообще нет никаких управляющих сигналов, а только выход, – то объединять не на матрице, а уже в цифровом виде.

Не совсем так - если нет аппаратного binningа, то при суммировании шум считывания складывается по корню, что во многих случаях убивает выигрыш от усреднения.
Матрицы, кстати, вылизываются годами, поэтому заказная с ходу получится хуже дешевой магазинной скорее всего ...

[Джеймс]

Не совсем так - если нет аппаратного binningа, то при суммировании шум считывания складывается по корню, что во многих случаях убивает выигрыш от усреднения.

Можно ли привести пример ПЗС-матрицы с аппаратным бинингом? (просто хочу посмотреть datasheet, лучше понять, что имеется в виду. я таких просто не знаю.)

[DSIoffe]

Отечественный производитель ПЗС со стажем в несколько десятилетий, и выпускающий их до сих пор - это www.silar.spb.ru, я уже давал эту ссылку.
To _pv:
Аппаратный биннинг может быть только в КМОП датчике, потому как там встроенные схемы управления. В ПЗС всё управление снаружи. При наличии ПЛИС биннинг не есть проблема.

с большими пикселами по ~40 микрон, ну а пикселов соответственно будет ~100x100.

А взять матрицу 512х512 пикселей с размером ячейки 22х22 мкм и устроить ей биннинг, сложив пиксели попарно. Получится 256х256 и как раз 42х42 мкм. Это можно сделать в готовой камере.
Цены выглядят большими только при сравнении с массовыми матрицами от Sony, например. А ПЗС такого класса, как Вам надо, выпускаются небольшими партиями, потому и дорогие. Попробуйте сравнить с ценами от Kodak или EEV, например.
Кстати, о ценах. Из текста я понял, что Вы хотите получить датчик и сделать на нём камеру? Возможно, что купить готовую камеру за несколько килобаксов с нужной матрицей и всякими биннингами и ПО окажется дешевле, чем провести собственную разработку. Камеры делают там же.
И ещё о ценах. Если условия задачи допускают наличие нескольких небольших дефектов на изображении, то можно попросить матрицу с таковыми дефектами, она обойдётся заметно дешевле.

to DS_

можно, конечно, и наши пользовать, но обычно кроме размера еще важны темновые токи, динамический диапазон, линейность, возможность охлаждать без риска, что на сотый раз ноги от кристалла отвалятся.

Уважаемый, наши матрицы прямо сейчас летают в космосе, и ничего не отваливается. Привычку ругать всё отечественное без разбора лучше оставить для разговоров в общественном транспорте.

[DS]

Не совсем так - если нет аппаратного binningа, то при суммировании шум считывания складывается по корню, что во многих случаях убивает выигрыш от усреднения.

Можно ли привести пример ПЗС-матрицы с аппаратным бинингом? (просто хочу посмотреть datasheet, лучше понять, что имеется в виду. я таких просто не знаю.)

Ну я, например, имел дело с Hamamatsu S7847. При аппаратном binningе заряд сливается в один колодец, потом уже считывается. При этом, естественно, шумы считывания не присутствуют.

Про космос - не надо. Если обычная электрическая лампочка для космоса начинает стоить 56000 руб, конечно можно на каждую потратить по человеко-месяцу. При этом еще и наплевать, что светит плохо. А Вы попробуйте ее продать в магазине "Свет". Так и остальные наши изделия "для космоса", для "военных" - они абсолютно неприменимы и неконкурентноспособны на гражданском рынке. У нас в стране, я думаю, сейчас пара человек осталась, которые могут нормальную цилиндрическую линзу изготовить, и чтобы не дороже заказанной в США получилась, так что про наши достижения лучше помалкивать.

Прикрепленные файлы

 S7847_series.pdf ( 182.91 килобайт ) Кол-во скачиваний: 91

 

[DSIoffe]

Hamamatsu S7847. При аппаратном binningе заряд сливается в один колодец, потом уже считывается. При этом, естественно, шумы считывания не присутствуют.

Наверное, мы не поняли друг друга. Я под биннингом, встроенным в матрицу, понимал некие специальные приспособления для биннинга, встроенные в неё. А Вы - не цифровое суммирование, а аналоговое в матрице?
А если продолжать оффтопик, то речь идёт не об обычных лампочках, а об очень специальных. Попробуйте заполучить лампочку с патроном и с колбой по своему ТЗ. Да ещё на серийном заводе.
Насчёт "светит плохо" и "абсолютно неприменимы" даже обсуждать не буду, ибо имею ровно обратную информацию.

[DS]

Тогда привожу свой недавний разговор на пьянке в Подлипках. Не знаю правда, на "Солюзах" Ваши камеры или нет. Мне рассказывают, как дожились, что при посадке выковыривают оборудование из приборного отсека, чтобы деньги экономить. Я спрашиваю - "гироскоп, наверное, или какие-нибудь системы жизнеобеспечения" - нет - видеокамеры в первую очередь. Я в удивлении - "А это на грамм веса самая дорогая деталь, да и повторную проверку можно проводить так себе, поскольку не критичная вещь". А, говорю купить тайваньские за 200 долларов и успокоиться ? "Оно, конечно, правильно, они получше будут, но не начальство, не приемка не подпишут - с 200 долларов делить нечего, а жить хорошо всем хочется".
С лампочками там проблема, что американцы категорически против присутствия ртутных лампочек, а если заменить на светодиоды, то люди, которые их по 56000 продают - покупают, остаются как бы не при деле...

Вот если бы Вы сделали матрицу, типа той , от которой я pdf выложил, чтобы она стоила тысячи три $, к Вам бы очередь со всего мира из фирм, производящих спектрометры и прочее оптическое оборудование выстроилась. Тогда бы и не надо было рассакзывать про космос - поиск в google достаточно было бы сделать, и сразу видно было бы, что да - фирма.

[_pv]

Ну я, например, имел дело с Hamamatsu S7847. При аппаратном binningе заряд сливается в один колодец, потом уже считывается. При этом, естественно, шумы считывания не присутствуют.

у аппаратного биннинга в ПЗС тоже есть один небольшой минус:
заряд все равно сливается в конце для считавыния в ячейку с емкостью необъединенного пиксела.
из-за этого динамический диапазон не увеличивается при объединении...

2DSIoffe:
мне может помочь только честный, аппаратный биннинг, который возможен только в ПЗС.
а под биннингом в кмопе подразумевается отдельное считывание NxN пикселов с последующим их сложением уже в цифре, а это, как было замечено выше, приведет к росту шума считывания в sqrt(NxN) = N раз...

матрицы о которых Вы говорите мне по цене в 1.5-2 килобакса не подходят... подешевше бы на пару порядков.

[DS]

Если бы 1.5 - 2 - 10 ФОБ в Америке. А здесь я даже затрудняюсь сказать ...
Думаю, что не найдете с требуемыми параметрами по цене и близко. Вам надо, конечно, CMOS, именно с большими пикселями. Но я что-то не видел таких матриц.