CCD матрицы и их особенности

CCD-матрица (charge-coupled device, ПЗС — прибор с обратной зарядной связью) – один из видов матриц, применяемых в современном видеонаблюдении. Тесно конкурирует с CMOS-аналогами. В состав элемента входит поликремний, искусственно отделенных от кремниевой подложки. При возрастания напряжения происходит увеличение электрических потенциалов, считываемых диодами.

Работа системы в общем виде происходит следующим образом:

• До начала съемки все элементы находятся в одинаковом состоянии. Отсутствует разброс в параметрах напряженности;

• После начала экспонирования происходит накопление электронов, появившихся после попадания светового луча на конкретный участок. От силы света зависит, насколько высоким будет итоговое напряжение;

• Определяется итоговое напряжение на каждом электроде. Исходя из него и других параметров можно судить о силе света. При расшифровке сигнала будет определен и цвет объекта, попавшего в кадр.

Технология применяется не один год и встречается в видеокамерах различного ценового сегмента.

Преимущества матрицы CCD

Положительные особенности ПЗС-технологии:

·         Малое количество шумов;

·         Высокая светочувствительность. Улавливаются практически все фотоны, поступившие на матрицу;

·         Чувствительны к инфракрасному спектру;

·         Отсутствует эффект «rolling shutter» - движущиеся объекты снимаются без искажений.

Применить камеру на базе элемента данного типа можно для слабо освещенных территорий, высоких требованиях к качеству.

Недостатки

Существуют особенности, ограничивающие сферу применения CCD матриц:

·         Высокая стоимость, связанная с большими затратами при производстве;

·         Считается менее надежной, чем CMOS, поскольку структура самой матрицы является более сложной – значит, подверженной поломкам;

·         Повышенное потребление электроэнергии.

С развитием техники надежность и функциональность элементов возрастает, поэтому они все еще остаются альтернативой, о которой следует помнить.

Классификация

В зависимости от сферы применения, требований к параметрам, CCD бывают:

• Различающимися по светочувствительности;

• Имеющими полнокадровую матрицу. Сенсор считается одним из простейших;

• С буферизацией столбцов – заряды считываются по направлению сверху вниз;

• С буферизацией кадра – увеличивается число кадров в секунду;

• С ортогональным переносом изображения, снижающим потери от вибраций, помех;

• Отличающимися по размеру. В характеристиках к камере он указывается в дюймах.

Матрица применяется в охранном видеонаблюдении. При правильном выборе удастся вести качественную съемку при плохой освещенности, наблюдении за быстро перемещающимися объектами.