49 Фотогенерацию вызывают только фотоны с энергией, превышающей ширину запрещённой зоны ΔW ≈ 1,2 эВ. Длина волны λ = hc/ΔW = 1,05 мкм (это ближний ИК диапазон) является красной границей фотоэффекта в кремнии. Светочувствительность ФПЗС определяют как минимальную освещённость объекта, при которой можно различить в видеосигнале переход от чёрного к белому. У цветных матриц чувствительность ниже из-за ослабления света в светофильтрах и уменьшения светочувствительной поверхности пикселей. Неоднородность чувствительности. Пиксели ПЗС матрицы технологически имеют неодинаковую чувствительность к свету. Коррекция выполняется системой Auto Gain Control (AGC). В сканерах система AGC инициализируется при каждом включении прибора. Выполняются следующие действия: – для каждого пикселя линейки ПЗС считывается значение при освещении его эталонным белым светом; – значение сравнивается с опорным уровнем (например, средним); – разница между выходным значением и опорным уровнем запоминается для каждого пикселя; – при сканировании изображений эта разница компенсируется для каждого пикселя. Для видеокамер и фотоаппаратов расчёт коррекции обычно даётся в заводских настройках. Шумы ФПЗС Фотонный шум обусловлен флуктуацией светового потока и случайным характером фотогенерации электронно-дырочных пар. Дискретный случайный процесс подчиняется статистике Пуассона: число фотоэлектронов, накопленных в ячейке, может быть определено с точностью до квадратного корня из их числа. 4 Например, зарядовый пакет в 10 электронов будет флуктуировать от кадра к кадру со среднеквадратическим отклонением в 100 электронов. Отношение сигнал/шум для входного сигнала не более 100 и тем ниже, чем меньше зарядовый пакет (меньше площадь ячейки). Иначе говоря, чем больше у матрицы “мегапикселей” и чем меньше размеры кристалла, тем ниже соотношение сигнал/шум.