Amíg a legtöbb gyártó csak a CCD mellett tette le voksát, a Canon mind a CCD-t, mind a CMOS érzékelőket felhasználta digitális fényképezőgépeinek létrehozásához. Ez a magasabb fokú rugalmasság tette lehetővé a Canon számára, hogy az olcsóbb, kompakt kategóriában a CCD előnyeit, míg a nagy minőségi elvárásoknak is megfelelő high-end kategóriában a CMOS kellemes tulajdonságait tudja kiaknázni.
A Canon saját érzékelőjének sok komponensét saját maga fejlesztette ki és gyártotta le. Ennek története egészen 1987-ig nyúlik vissza.
Autófókusz
A Canon az EOS film bejelentése óta, vagyis 1987 óta dolgozik a CMOS érzékelők fejlesztésén. Már akkor is – és most is – az érzékelővel kellett megoldani az autófókusz rendszert. A keresőt itt felváltotta az érzékelő, amelyen a kép kontrasztjait vizsgálta az automatika. A BASIS (Base Stored Image Sensor) technológia a Canon által kifejlesztett rendszer részévé vált.
Az EOS-3 tükörreflexes fényképezőgép elkészítésekor a Canon megkezdte saját CMOS érzékelőjének gyártását. A CMOS gyártási technológia 45 pontos AF-rendszer használatát tette lehetővé. A CMOS egyik előnye, hogy sok komponens integrálható az érzékelőn belülre, így gazdaságossá vált a Canon számára ezeknek az érzékelőknek a gyártása. A további fejlesztések az AF-rendszer tökéletesítésén kívül az AE-rendszer (automatikus fénymérés) kidolgozását is előtérbe helyezte a kompakt gépek számára.
Érdemes hangsúlyozni, hogy az AF és AE rendszer egy chipbe integrálása nem csak gazdasági szempontból kellemes, hanem helyet is spórol a vázon belül, ami a kisebb méretű fényképezőgépek létrehozásához elengedhetetlenül szükséges.
Fordulópont
A Canon első CMOS érzékelőre épülő professzionális digitális fényképezőgépét 2000-ben jelentette be. A Canon EOS D30-ban 3,3 Mpixeles CMOS érzékelő dolgozik, így 2048×1620 pixeles képek létrehozására alkalmas. Azonban ennek a fordulópontnak az eléréséhez rengeteg – a háttérben folyó – fejlesztésre, technikai- és technológiai áttörésre volt szükség.
A CMOS érzékelők képfeldolgozó rendszerekben történő alkalmazásakor felmerül a CCD-knél nagyobb fokú interferencia problémája és a korlátozott érzékenység. A zaj „mennyisége” alapesetben nem tenné lehetővé, hogy professzionális termékekben használják, mert nem lenne képes hosszú záridejű felvételek készítésére gyenge megvilágítás esetén. A Canon ezt a problémát igen hatékonyan, három lépcsőben oldotta meg.
Alacsony zaj
Az elsődleges probléma, amivel szembesülni kellett a CMOS érzékelők használata során, a nagy zaj. A zaj itt amiatt jön létre, hogy minden egyes képpont jele egy helyi erősítőn megy keresztül, ami nem csak a hasznos jelet, hanem sajnos a zajt is erősíti. A zaj jól látható megjelenését azonban az okozza, hogy igen nehéz 3,3 millió ugyanolyan karakterisztikájú erősítőt legyártani egyetlen CMOS lapkán. A megoldáshoz a Canon más szemszögből vizsgálta a problémát. Egyszerűen kiolvasta az érzékelőből a képpontokhoz tartozó erősítők által létrehozott zajt, majd ezt kivonta a kiolvasott képből. Ezáltal egyszerűen létrehozható a zajmentes kép. (Ez tekinthető a Dark Frame eljárás kezdetének – a szerk.)
A második probléma akkor jelentkezik, ha gyors egymásutánban készülnek el a felvételek. Ekkor ugyanis előfordulhat, hogy az egyes képpontokban visszamaradt töltések befolyásolják az új képet. Ezeket a visszamaradó töltéseket tehát el kell vezetni. A töltések elvezetése gyorsan kell végbemenjen, hiszen ezen is múlik a sorozatfelvételek gyorsasága.
Ezen problémák megoldása után még mindig kérdéses volt, hogy vajon mit lehet kezdeni az alacsony érzékenységgel. Ennek megoldásához egy új típusú erősítőt fejlesztettek ki, mely kifejezetten a CMOS érzékelők által létrehozott jel zajmentes, többfokozatú erősítésére használható. A programozható erősítési-tényezőjű (béta értékű) erősítőket a D30-ban és a D60-ban is felhasználták, ennek köszönhető, hogy az érzékenység ISO 1600-ig, illetve ISO 1000-ig növelhető.
Előnyök
A fejlesztések során a Canon sok problémát megoldott. A CMOS fejlesztése közben nem vesztette szem elől a CCD-k fontosságát sem. A sok-sok probléma megoldás és fejlesztés miatt a Canon elnöke és vezérigazgatója, Fujio Mitarai elmondta, a Canon soha nem fogja eladni a CMOS-technológiába fektetett fejlesztéseit. 2000-ben Mitarai megjósolta, hogy a Canon eléri a 20%-os részesedést a digitális fényképezőgépek piacán.
A CMOS érzékelők 80-90%-kal kevesebb energiát igényelnek, mint a CCD-k. A kisebb fogyasztás következtében a CMOS érzékelős digitális fényképezőgépekhez kisebb kapacitású, vagyis kisebb méretű és alacsonyabb tömegű akkumulátorok is használhatók. A kisebb kapacitású akkumulátorok ráadásul gyorsabban feltölthetők.
További előny, a már említett gazdaságos gyártás. A CCD-k esetében a gyártás csak az érzékelők elkészítésére terjed ki, míg a CMOS technológia lehetővé teszi, hogy ugyanazon lapkára az érzékelő mellé más rendszer-komponenseket is elhelyezzenek (pl. meghajtó-áramkörök, erősítők, A/D átalakítók, stb. – a szerk.). A gazdaságos gyártás tehát összességében alacsonyabb költségeket jelent. A Canon filozófiájának három fontos kulcsa a rugalmasság, a praktikusság és a magas minőség.
|
A Canon legújabb fejlesztésének eredménye a 11 Mpixel felbontású, (35 mm-es filmkockához viszonyítva) teljes méretű CMOS érzékelőt tartalmazó EOS 1Ds, melyről korábbi hírünkben, illetve a Photokináról is beszámoltunk.
