Przetwornik obrazu lub sensor to rdzeń kamery, który rejestruje obraz i zamienia go na sygnał wideo. To swoistego rodzaju brama pomiędzy światłem wpadającym do kamery przez obiektyw a sygnałem elektrycznym. Przetwornik pracuje podobnie jak siatkówka ludzkiego oka. W siatkówce czopki i pręciki zamieniają światło na sygnały elektryczne – podobnie dzieje się to w przetworniku CCD/CMOS w kamerze. Sensor reaguje na światło i zamienia je na elektrony. Przy użyciu wzmacniaczy są one zamieniane na potencjał elektryczny, z którego następnie tworzony jest standardowy sygnał wideo.
Ważne jest, aby uświadomić sobie, że sensor obrazu jest kluczowym elementem, który decyduje o jakości obrazu z kamery. Zazwyczaj większe przetworniki obrazu zapewniają doskonałą jakość, a co za tym idzie są bardziej kosztowne. Z tego powodu istnieje kilka rozmiarów sensorów, które są starannie wybrane w zależności od typu kamery, jaki i jej zastosowania. Przez ponad dwie dekady kluczowym typem sensora był przetwornik CCD. Jednakże od dłuższego czasu obserwujemy ogromny rozwój technologii CMOS.
Rys. 1. Porównanie przetwornika CCD do CMOS
Przy wyborze kamery warto zwrócić uwagę na rozmiar przetwornika obrazu. Tak naprawdę to jeden z pierwszych elementów, który powie nam cokolwiek na temat jakości kamery. Jego wielkość mierzona jest po przekątnej. Generalnie niezależnie czy mamy do czynienia z sensorem CCD czy CMOS – jego większy rozmiar przekłada się bezpośrednio na jakość obrazu. Zwiększając rozmiar przy zachowaniu takiej samej rozdzielczości przetwornika − zwiększamy rozmiar pojedynczego piksela. Przykładowe zalety stosowania większych przetworników obrazu to:
- większa czułość,
- zmniejszony efekt smear,
- lepszy stosunek sygnał do szum,
- możliwość stosowania lepszych obiektywów,
- lepszy zakres dynamiki.
Rys. 2. Przykładowe, najbardziej popularne rozmiary sensorów
Przetworniki CCD dzielą się na dwa typy w zależności od ich struktury i metody użytej do transferu ładunku. Są to przetworniki IT CCD oraz FIT CCD. Przetwornik FIT posiada dodatkowy obszar na przechowywanie zgromadzonych ładunków. Pozwala to w znaczący sposób zredukować efekt smear, zwiększając jednakże złożoność przetwornika, a przez to i jego cenę. Rozwój przetworników CCD IT, dzięki wykorzystaniu technologii HAD oraz On-Chip Lens pozwolił uzyskać redukcję efektu smear do akceptowalnego poziomu, a co za tym idzie stosowanie tańszych i prostszych rozwiązań CCD IT.
Rys. 3 Zasada działania przetwornika IT CCD oraz FIT CCD
Rys. 4. Schemat działania mechanizmu On-Chip Lens
(...)
Piotr Łancewicz – pasjonat zagadnień z zakresu telewizji dozorowej; od wielu lat związany ze środowiskiem monitoringu wizyjnego, specjalizuje się w technologii kamer IP; od ponad 2 lat związany bezpośrednio z producentem kamer i przetworników co pozwala zgłębiać wiedzę u źródła.
