Видеокамеры CMOS и CCD – какая из технологий предпочтительнее?

Видеокамеры CMOS и CCD – какая из технологий предпочтительнее?

 

Среди видеокамер, продающихся сегодня на рынке цифровой аппаратуры, преобладают устройства двух типов, работающие на матрицах CMOS и CCD. Не зная плюсов и минусов каждой из технологий, потребителю трудно решить, чему отдать предпочтение. Поэтому мы посвятим статью обзору достоинств и недостатков, присущих этим двум типам матриц. Нельзя однозначно сказать, что какая-то из технологий лучше или хуже другой – их развитие идет параллельными путями, и у каждой есть свои отличительные черты. Здесь и сейчас мы внимательно рассмотрим особенности матриц CMOS и CCD, уделяя особое внимание их потребительским характеристикам.

 

Плюсы и минусы матрицы CMOS

Привлекательными сторонами технологии CMOS являются:
- низкое потребление электроэнергии;
- способность к произвольному считыванию ячеек, благодаря чему в камерах, работающих по технологии CMOS, в отличие от CCD-матриц, отсутствует эффект смиринга, или «размывания» изображения. Его можно наблюдать, когда от точечных объектов повышенной яркости поднимаются вертикальные световые столбы;
- размещение на ячейке важных элементов электроники, управляющих изображением и матрицей.

К сожалению, эта особенность имеет и отрицательный момент – электроника, распложенная на ячейке, занимает много места на пикселе, тем самым уменьшая размер светочувствительного элемента. Вследствие этого происходит ухудшение чувствительности матрицы. Кроме того, обработка данных электроникой прямо на пикселе ведет к усилению помех изображения.

Следует упомянуть еще об одном недостатке камер этого типа – искажении изображения объекта и появлении горизонтальных полос, когда оператор или сам объект находятся в движении. Этот дефект, называемый «бегущий затвор», вызван недостаточной скоростью построчного сканирования, когда матрица не успевает сформировать изображение до того, как объект или оператор поменяет местоположение.

Особенности технологии CCD

Основным достоинством видеокамер, в основе работы которых лежит технология CCD, является высокое качество изображения. В сравнении с матрицами CMOS, эти видеокамеры отличаются:
- низким уровнем шумов и способностью лучше справляться с их устранением;
- высоким коэффициентом заполнения, который стремится у матриц CCD к 100%;
- высоким процентом зарегистрированных фотонов (95%) от общего числа попавших на светочувствительный элемент. Для сравнения – у человеческого глаза этот показатель составляет всего 1%;
- высокая чувствительность.

Однако для достижения таких показателей требуется целый перечень дополнительных устройств, которые являются причиной высокого энергопотребления (2-5 Вт), делают камеры с CCD-матрицей более капризными в эксплуатации и дорогими в производстве.

Исходя из особенностей матриц CMOS и  CCD, производители достаточно четко разграничили сферы применения двух типов матриц. Камеры с использованием технологии CMOS заняли нишу массовой продукции, найдя применение в недорогих фотоаппаратах, офисной и бытовой технике, игрушках, датчиках движения. С другой стороны, камеры на CCD-матрице, как обладающие более высокими показателями, стали устанавливать на устройства, требующие высокого качества изображения – дорогую цифровую фото- и видеотехнику, медицинское оборудование и т. д.

Однако каждое новое поколение устройств на сенсорах CMOS уверенно избавляется от случайных шумов и искажений картинки. Многие ведущие мировые производителя выпускают и CCD, и CMOS-матрицы.





Captcha