Matryca kamery pełni funkcję digitalizacji parametrów światła na jej powierzchni. Do tej pory rynek sprzętu fotograficznego został podzielony na dwa obozy: urządzenia wykorzystujące matrycę CMOS i urządzenia wykorzystujące matrycę CCD. Nie można mówić o priorytecie jednej technologii nad drugą, chociaż udział CMOS w raportach sprzedaży jest nieco wyższy, ale tłumaczy to obiektywne wymagania użytkownika, a nie właściwości samych matryc. Często w procesie selekcji decydującą rolę odgrywa koszt..
Treść artykułu
- Definicja
- Porównanie
- Wnioski
Definicja
Matryca CCD - mikroukład składający się z fotoczułych fotodiod i stworzony na bazie krzemu. Działanie opiera się na zasadzie działania urządzenia sprzężonego z ładunkiem.
Matryca CMOS - mikroukład oparty na izolowanych tranzystorach bramkowych z kanałami o różnej przewodności.
do treści ↑Porównanie
Kluczowa różnica między matrycami CMOS i CCD polega na zupełnie innych zasadach działania. CCD digitalizuje otrzymany obraz analogowy CMOS - jednocześnie każdy piksel obrazu. Nieco bardziej szczegółowo: ładunek elektryczny w pikselach (diodach LED) matrycy CCD jest przetwarzany na potencjał elektryczny, wzmacniany we wzmacniaczu analogowym poza czujnikiem światłoczułym, a dopiero potem jest digitalizowany za pomocą przetwornika analogowo-cyfrowego. Ładunek elektryczny w pikselach matrycy CMOS jest gromadzony w kondensatorach, z których potencjał elektryczny jest usuwany, przenoszony do wzmacniacza analogowego i digitalizowany przez ten sam przetwornik. Niektóre nowe macierze CMOS mają analogowe wzmacniacze sygnału wbudowane bezpośrednio w piksel.
Kolejna ważna kwestia: liczba wzmacniaczy dla matryc CCD i CMOS jest inna. W najnowszych jest więcej wzmacniaczy, ponieważ jakość obrazu nieznacznie spada podczas transmisji sygnału. Dlatego właśnie CCD jest wykorzystywany do tworzenia sprzętu fotograficznego zaprojektowanego do tworzenia bardzo szczegółowych obrazów, na przykład do celów badawczych, medycznych i przemysłowych. Codziennie spotykamy CMOS: większość aparatów w mobilnej elektronice jest produkowana na podstawie takich matryc.
Jakość uzyskanego obrazu zależy od innej okoliczności - gęstości fotodiod. Im są bliżej, tym mniejsze obszary matrycy, w których fotony są bezczynne. CCD po prostu oferuje układ bez przerw między fotodiodami, podczas gdy w CMOS istnieją - są tranzystory.
Matryce CCD są znacznie droższe niż CMOS i energochłonne, więc instalowanie ich tam, gdzie jakość obrazu jest zbliżona do średniej, jest niepraktyczne. Matryce CCD mają wysoką czułość, procent zajętości pikseli jest wyższy i sięga prawie 100%, poziom hałasu jest niski. Matryce CMOS zapewniają wysoki poziom wydajności, ale są gorsze od CCD pod względem czułości i szumu. Technologia CCD, w przeciwieństwie do CMOS, nie pozwala na nagrywanie serii lub wideo. Dlatego ich zastosowanie na przykład w elektronice mobilnej nie jest uzasadnione przeznaczeniem samych urządzeń. Powiedzmy, że CCD to matryca dla profesjonalnego sprzętu fotograficznego.
do treści ↑Wnioski
- CCD - matryca na bazie krzemu, działająca jako urządzenie sprzężone z ładunkiem, CMOS - matryca na bazie tranzystora polowego.
- Sygnał analogowy w matrycy CCD jest przetwarzany poza czujnikiem światłoczułym, w matrycy CMOS bezpośrednio w pikselu.
- Jakość obrazu CCD lepsza niż CMOS.
- CCD jest bardziej energochłonny.
- CMOS umożliwia nagrywanie filmów i robienie zdjęć seryjnych.
- CMOS stał się szeroko rozpowszechniony w elektronice mobilnej.
