Przetworniki CMOS kontra CCD

Matryce CMOS, Matryce CCD, przetworniki do kamer CCTV, skanowanie liniowe, skanowanie progresywne.

image description

Początki obydwu technologii sięgają lat 60 dwudziestego wieku. Początkowo koszty ich wytwarzania były na tyle duże, że znalazły zastosowanie głównie w astronomii. Dopiero na przełomie 20 i 21 wieku ich ceny zmalały na tyle, że znalazły powszechne zastosowanie w aparatach cyfrowych, kamerach no i oczywiście w kamerach CCTV.

Chociaż służą temu samemu, czyli przetwarzaniu promieni światła padających na matrycę na sygnał elektryczny, to sposób przetwarzania tych sygnałów jest odmienny dla obu typów matryc.

Oba rodzaje matryc składają się z płytki krzemowej na której znajdują się punkty światłoczułe zwane pikselami.

W przypadku matryc CCD, piksele są odczytywane rząd po rzędzie i w tej postaci są przekazywane do procesora urządzenia.

Matryce CMOS, natomiast mają wbudowany przy każdym pikselu przetwornik jego ładunku na sygnał elektryczny. Stąd też w przypadku tych typów matryc można odczytać piksele w dowolnej kolejności, a jako że każdy piksel ma własny adres, można odczytać tylko część pikseli z matrycy. Konieczność umieszczenia obok pikseli dodatkowych układów sprawia, że piksele są rzadziej „upakowane” niż w przypadku matryc CCD.

Z samej konstrukcji obydwu typów matryc wynikają ich największe zalety i wady.

W przypadku matryc CCD jest to większa czułość i mniejsze szumy kosztem większej prądożerności i nagrzewania samej matrycy.

W przypadku matryc CMOS jest to szybkość działania i niskie zużycie prądu przy mniejszej czułości i większych szumach.

W zasadzie można by powiedzieć że na tych cechach można by było zakończyć ten artykuł z tych głównych cech wynika, że w przypadku kamer CCTV lepsze będą matryce CCD, dzięki swojej większej czułości i niskich szumach.

Kluczowym jednak jest tutaj fakt że te cechy występują przy podobnej jakości przetwornikach, a naprawdę czułe i niskoszumowe matryce CCD (które są stosowane w astronomii) muszą być chłodzone ciekłym azotem. Ponadto matryce CMOS są tańsze w produkcji więc teoretycznie przy tej samej cenie matrycy, matryca CMOS, będzie miała ten sam poziom szumów i czułości przy zdecydowanie większej prędkości samej matrycy.

Dodatkowo matryce CMOS mają inne zalety w przypadku wystąpienia w polu obserwacji kamery silnego źródła światła na matrycy CCD mogą wystąpić pionowe linie świetlne czy też „rozlanie” światła po całym kadrze. Wynika to właśnie z czytania wartości pikseli rząd po rzędzie. W przypadku matryc CMOS efekt ten występuje w znacznie mniejszym zakresie.

Dodatkowo warto zauważyć, że większość matryc CMOS stosowanych w kamerach CCTV IP, posiada skanowanie progresywne(takie skanowanie może również wystąpić w matrycach CCD ale jest to jak dotąd niezwykle rzadkie), które w przeciwieństwie do skanowania miedzyliniowego(z przeplotem) stosowanego najczęściej w przetwornikach CCD, posiada wyższą realną rozdzielczość (gdyż przy skanowaniu z przeplotem naraz wyświetla się co drugą linię obrazu naprzemiennie), dzięki czemu sama jakość obrazu oraz szumy są zdecydowanie niższe.

Podsumowując niniejszy artykuł jakość obrazu generowanego przez kamerą nie zależy od typu przetwornika w nim zastosowanego ale od jakości jego wykonania( która jest różna), i dwie kamery wyposażone w przetwornik tego samego typu mające podobne parametry techniczne przetworników (takie jak rozdzielczość czy czułość) mogą dawać obraz zupełnie innej jakości. Na szczęście coraz więcej producentów umieszcza filmy zrobione danym typem kamery na youtube, a my sukcesywnie będziemy dodawać przykładowe filmy z oferowanych przez nas kamer.

Wykonanie:

Strona korzysta z plików cookies w celu realizacji usług i zgodnie z Polityką Plików Cookies. Możesz określić warunki przechowywania lub dostępu do plików cookies w Twojej przeglądarce

Zamknij