Αισθητήρες CCD ή CMOS;

Γνώρισμα της εποχής μας, είναι ο «κατακλυσμός» διαφόρων ορολογιών και τεχνολογικών όρων στα προϊόντα και υπηρεσίες τεχνολογίας. Στο πλαίσιο αυτό, όλοι όσοι ασχολούμαστε με την πώληση και εγκατάσταση συστημάτων CCTV, γνωρίζουμε τους τύπους αισθητήρων CMOS και CCD. Ας δούμε με απλό και κατανοητό τρόπο τους δύο αυτούς τύπους, αναλύοντας τα υπέρ και τα κατά. Οι αισθητήρες είναι τα μοναδικά εκείνα εξαρτήματα που μετατρέπουν το φως σε ηλεκτρικό ρεύμα. Το λεγόμενο φωτοβολταϊκό φαινόμενο, πρώτος διαπίστωσε ο Einstein το 1905.

Αισθητήρες CCD

Τα αρχικά σημαίνουν Charge Coupled Device και κατασκευάστηκαν πρώτη φορά στα τέλη της δεκαετίας του ’60. Tόσο στις κάμερες όσο και στις φωτογραφικές μηχανές, οι αισθητήρες CCD είναι τοποθετημένοι πίσω από τον φακό, ο οποίος λαμβάνει την εικόνα προσαρμόζοντας την σε μέγεθος ίδιο με την επιφάνεια του αισθητήρα, με διαγώνιο που φθάνει έως το ½ της ίντσας, ενώ η αναλογία πλευρών του είναι 4:3, 16:9 κ.α. Δεν είναι μάλιστα τυχαίο ότι υπάρχουν τυποποιημένοι συνδυασμοί αισθητήρων και φακών. Η φωτοευαίσθητη επιφάνεια CCD διαθέτει χιλιάδες τετράγωνες ή ορθογώνιες «κυψέλες» μεγέθους της τάξεως 1/100000 του μέτρου. Ο αριθμός των κυψελών αυτών, των pixels δηλαδή, ορίζει και την ανάλυση του αισθητήρα.

Τα πλεονεκτήματα των CCD ξεκινούν από την χρονική εμφάνιση τους, αφού οι καθοδικοί σωλήνες που έδιναν λύση έως τότε, ήταν ογκωδέστατοι και αδηφάγοι σε ενέργεια. Τα CCD επικράτησαν αρχικά εξαιτίας του μεγέθους και της χαμηλής απαιτούμενης ισχύος τους. Τα CCD επίσης έδωσαν πρώτα αξιοπρεπή εικόνα με φωτισμό κάτω από τα 30 Lux, ενώ παράλληλα δεν «υπέφεραν» από το φαινόμενο του «καψίματος» της εικόνας , σε συνθήκες υψηλού φωτισμού.

Έχοντας λοιπόν αυτές τις μοναδικότητες, τα CCD εξελίχθηκαν σε όλους τους τομείς με μοναδικό μειονέκτημα τους το υψηλό κόστος κατασκευής, στοιχείο όμως που έδωσε την ευχέρεια σε μία άλλη τεχνολογία αισθητήρων να αναπτυχθεί σε ανταγωνιστικά επίπεδα.

Αισθητήρες CMOS

Οι πρώτοι αισθητήρες CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) εμφανίστηκαν το 1967, δύο χρόνια νωρίτερα από τους CCD. H αρχή λειτουργίας και η δομή των αισθητήρων CMOS είναι ανάλογες των CCD. H βασική τους διαφορά-πλεονέκτημα, είναι ο τρόπος κατασκευής τους. Oι αισθητήρες CMOS κατασκευάζονται με τη μέθοδο της λιθογραφίας, της τεχνικής δηλαδή που κατασκευάζονται οι επεξεργαστές των υπολογιστών. Η αναλογία όμως κόστους κατασκευής CMOS / CCD είναι της τάξεως 1/10!

Επίσης ένα ισχυρό προσόν της λιθογραφίας, είναι ότι η ανάλυση μπορεί να αυξηθεί πολύ πιο εύκολα. Επιπρόσθετα, οι αισθητήρες CMOS απαιτούν απλούστερη διαδικασία «συναρμολόγησης» στη μηχανή που θα τοποθετηθούν. Σε αρκετές μάλιστα υλοποιήσεις, οι CMOS είναι τοποθετημένοι πάνω στην πλακέτα με τα ηλεκτρονικά της μηχανής.

Παρ’ όλα αυτά, οι αισθητήρες CMOS άργησαν να γίνουν ανταγωνιστικοί ως προς τους CCD, εξαιτίας λειτουργικών προβλημάτων, οριοθετώντας έτσι τις εφαρμογές τους σε αυτές που δεν είχαν υψηλές απαιτήσεις ως προς την ποιότητα εικόνας. Το κυριότερο πρόβλημα των πρώτων γενιών CMOS, εντοπιζόταν στην μεγάλη συχνότητα παρεμβολών, άρα και στα αυξημένα ποσοστά θορύβου στην εικόνα. Επιπλέον, οι CMOS καταναλώνουν έως και 100 φορές λιγότερο ρεύμα από έναν ανάλογο CCD.

Συμπέρασμα

Συμπερασματικά, αν θέλουμε εικόνα υπερ-υψηλής ποιότητας και ανάλυσης (Mpixels) επιλέγουμε κάμερες με αισθητήρα CCD, ενώ για λύσεις ικανοποιητικής ευκρίνειας με χαμηλό κόστος κτήσης, αντίστοιχες CMOS. Σε μερικά χρόνια, οι δύο τεχνολογίες θα εξισωθούν σε επίπεδο ποιότητας παρεχόμενης εικόνας. Ήδη η Sony παρουσίασε έναν καμπυλωτό αισθητήρα που υπόσχεται βελτιωμένο αποτέλεσμα σε ποιότητα εικόνας και υψηλή ευαισθησία στο σκοτάδι.

Νίκος Μεσημέρης, υπεύθυνος service της Ζαριφόπουλος Α.Ε.

| | 2016-10-06T09:07:50+00:00 Τετάρτη 2.09.2015, 11:00|Τεχνική Ανάλυση||

Γίνετε Συνδρομητές!

Ενημερωτικό Δελτίο - Z-News
Μείνετε σε επαφή και ενημερωθείτε για τις καινοτομίες, τα νέα προϊόντα, τα πρόσφατα έργα και τις προσφορές μας.
ΕΓΓΡΑΦΗ
close-link