Alapfokon: Érzékelők IV.

0
225




A CCD-k kiolvasása

Az egyes képpontok értékét el kell tolni

A CCD és a CMOS közötti legfőbb különbség a gyártási eljárásban található. Míg a CCD-k gyártása bonyolultabb és költségesebb, addig a CMOS áramkörök előállítása egyszerűbb és olcsóbb. A CMOS érzékelőkben minden képponthoz elhelyezhető az elektron-feszültég átalakító, ennek köszönhetően sor- és oszlopcímzéssel rendelkezik. Vagyis az érzékelő minden egyes képpontja külön címezhető. Ennek felhasználásával kisebb felbontások esetén nagyobb sebességű sorozatfényképezésre lesz lehetőség. Ezen kívül előnynek számít, hogy a lapkán belül az időzítéseket megvalósító timer-en kívül még az A/D átalakítás is elvégezhető. A CCD esetében viszont az apró érzékelők értékeit sorosan kell kiolvasni, így egy pixel megcímzésére nem igazán van lehetőség az érzékelőn belül. Az analóg – digitális átalakítót és az összes vezérlőáramkört külsőleg, az érzékelőn kívül kell elhelyezni. A soros kiolvasás azt jelenti, hogy csak a sor végén lehet érzékelni a képpontok töltését. Ahhoz, hogy az egész sor értékét megkapjuk, az egyes töltéseket el kell juttatni a sor végére. Ennek megvalósítására a töltés-ugrást használják fel, mely azon alapul, hogy az ellentétes polaritású töltések vonzzák egymást. Az elv hasonló ahhoz, mint amikor egy papírlapra szórt gemkapcsokat a papírlap alatt lévő mágnessel tologatunk ide-oda a lapon, csak a CCD-k esetében nem gemkapocsról, hanem töltésről, mágnes helyett pedig ellentétes polaritású töltésről beszélhetünk.

A CCD-k nagy előnye az alapeseten nagyobb érzékenységben található. Hátrány viszont a jelentős fogyasztás. Egy CCD érzékelő 5-6 Watt fogyasztású is lehet, míg CMOS kivitelben a 0,5 Watt is elegendő lehet. A CMOS érzékelők felhasználása a legszélsőségesebb esetekben történik. Sokszor találkozhatunk velük az igen olcsó, kompakt kategória legalján elhelyezkedő gépekben, melyek többnyire webcam-ként is használhatóak. Ezt elsősorban az igen alacsony ára indokolja. A professzionális gépek között is találunk CMOS érzékelős modelleket, melyekben nem az alacsony ár, hanem inkább az alacsony fogyasztás és kis képzaj miatt alkalmazzák. Az alacsony fogyasztás ugyanis együtt jár a kis volumenű melegedéssel, emiatt hosszabb használat esetén jelentősen alacsonyabb képzaj is érhető, mintha CCD-t használnának. A CMOS hátránya viszont egyértelműen a rosszabb jelterjedési sebességben keresendő, bár itt a sok kiegészítő áramkör lapkán belüli elhelyezése ellensúlyozza ezt a problémát. A nagyon rövid ideig tartó exponáláshoz gyors zárra is szükség van. Ez a digitális gépekben lehet mechanikus is, bár általában az elektronikus megoldást részesítik előnyben. A CCD esetében az elektronikus zár kialakítás egyszerű és hatékonyan működik (legalábbis az Inline rendszerű CCD-k esetében). A CMOS érzékelőknél már nagyobb problémát jelent a gyors elektronikus zár kialakítása. Ez történhet a váltott-soros kiolvasáshoz hasonló elven, melynek hátránya, hogy az egymás alatt lévő sorok kiolvasása eltérő időkben történik (bemozdulhat). A teljes kép kiolvasása nagy sebességgel viszont csak akkor valósítható meg, ha az elemi érzékelők méretét lecsökkentik (hogy a kiegészítő alkatrészek is elférjenek). A professzionális gépek esetében azonban ez nem jelent problémát, hiszen nagy sebességű mechanikus zárat is alkalmazhatnak. Alacsonyabb költségű gépeknél viszont nagy sebességű mechanikus zár felhasználására anyagi okok miatt nincs lehetőség. Ez indokolja, hogy a legtöbb esetben CCD érzékelőt találunk a digitális fényképezőgépünkben. Olcsó CMOS érzékelővel ellátott gépeknél ha átmeneti tárolót se építenek a gépbe, jelentkezhet az ún. térelhajlás. Ezt elsősorban mozgó tárgyak fényképezésénél lehet észrevenni, amikor a kiolvasás ideje alatt a fotózott tárgy elmozdul a helyéről. Ilyenkor az elkészült képen a téglalapok paralelogrammának látszanak.

A CCD-k nem mindegyik fajtája alkalmas elektronikus zár megvalósítására. Az úgynevezett soros vonali érzékelők (Inline Transfer Sensors) erre képesek, míg a “Full Frame Transfer” érzékelők nem alkalmasak elektronikus zár megvalósítására. Ez utóbbiakat is elsősorban a professzionális gépekben alkalmazzák nagyobb érzékenységük és jobb képminőségük miatt.


A következő részben a különleges érzékelőkről lesz szó.


























Alapfokon
Érzékelők
Objektívek
Memóriakártyák
Megapixelek Gyújtótávolság CompactFlash
Érzékelő méretek Zoom SmartMedia
Szenzorok működése Fényerő MemoryStick
CCD vagy CMOS Felbontás, élesség Secure Digital/MMC
Fujifilm SuperCCD Cserélhető objektívek xD Picrure Card
Foveon X3 CMOS . .
Analóg-digitális átalakítók
Érzékenységek
Hibás pixelek
Amikor a fehér nem fehér

Hozzászólások

hozzászólás