CCD vs. CMOS

CCD vs. CMOS

9 Flares Twitter 2 Facebook 0 Google+ 7 Pin It Share 0 Email -- 9 Flares ×

En un mundo en el que las cámaras digitales han desplazado casi por completo a las tradicionales resulta útil conocer a fondo las diferencias entre los distintos tipos de sensores utilizados para capturar las imágenes.Actualmente existen dos tecnologías para la fabricación de sensores destinados a las cámaras digitales: los CCD (Charge Coupled Device o Dispositivo de Cargas Acopladas), que fueron los primeros en aparecer en el mercado, y los más recientes CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor – Semiconductor de Óxido de Metal Complementario.
Tanto los sensores CCD como los CMOS están fabricados con materiales semiconductores, concretamente de Metal-Óxido (MOS) y están estructurados en forma de una matriz, con filas y columnas. Funcionan al acumular una carga eléctrica en cada celda de esta matriz (a la que llamaremos pixel) en proporción a la intensidad de la luz que incide sobre ella localmente. A mayor intensidad luminosa, mayor carga acumulada.
No obstante estas similitudes, existen diferencias notables entre ambas tecnologías, como veremos a lo largo de este artículo, en el que también compararemos una con otra.

El CCD convierte finalmente estas cargas en voltajes y entrega una señal analógica a su salida, que debe ser digitalizada y procesada por la circuiteria de la cámara. Una forma de entender como funcionan es imaginarse al sensor como un arreglo (matricial) en dos dimensiones con miles (o millones) de celdas solares en miniatura, donde cada una de las celdas convierte la luz de una pequeña porción de la imagen (un píxel) en electrones. Lo siguiente es realizar la lectura del valor correspondiente a cada una de las celdas. En un sensor CCD, la información de cada una de las celdas es enviada a través del chip hacia una de las esquinas del arreglo, y ahí un convertidor análogo a digital traduce el valor de cada una de las celdas. De esta manera, se mantiene simple la estructura del sensor, a costa de la necesidad de una circuiteria adicional importante que se encargue del tratamiento de los datos recogidos por el.

Al contrario que en los sensores de tecnología CCD, las celdas de la matriz CMOS son totalmente independientes de sus vecinas. La principal diferencia radica en que en estos sensores la digitalización se realiza píxel a píxel dentro del mismo sensor, por lo que la circuiteria accesoria al sensor es mucho más sencilla. En cada celda de una matriz CMOS encontraremos varios transistores, conformando cada uno de los pixeles del sensor, que amplifican y procesan la información recogida. Esta manera de efectuar la lectura de la imagen es más flexible, ya que cada pixel se lee de manera individual.

La primera diferencia, y en la más obvia, es el precio. En general, los sensores CMOS tienden a ser más económicos que los CCD.
Por supuesto, no se puede comparar una tecnología con otra solamente basándonos en su costo, por lo que es necesario tener en cuenta otros factores, como ser:

Responsividad: Se define con este término al nivel de señal que es capaz de ofrecer el sensor por cada unidad de energía óptica incidente. Dado que nos interesa que el sensor tenga una responsividad elevada, se necesita que con poca cantidad de luz nos de una señal aceptable. Con esto en mente, podemos ver que los sensores CMOS son superiores a los de tecnología CCD, debido a que integra elementos amplificadores en cada celda. Además el sistema de construcción CMOS permite una alta amplificación con un bajo consumo, mientras que en CCD la amplificación al ser externa al sensor supone un consumo mas elevado.

Rango Dinámico: (RD) Es el cociente entre el nivel de saturación de los píxeles y el umbral por debajo del cual no captan señal. En este aspecto CCD supera a CMOS en un factor de dos, dado que en la actualidad el RD de un sensor CCD es típicamente del doble que el de un CMOS.

Ruido: Los sensores CCD aventajan a los de tecnología CMOS en este apartado, ya que debido a su construcción todo el procesado de señal se da fuera del CCD, con lo que se podrá aprovechar la mejor tecnología disponible en convertidores A/D, pudiendo elegir los mas rápidos o mejores procesadores. Por su parte, los CMOS al realizar la gran mayoría de las funciones dentro del sensor (amplificación, conversión A/D, etc.) destinan menos espacio para los fotodiodos encargados de recoger la luz, por lo que se produce mas ruidos en la lectura.

Respuesta Uniforme: Idealmente se espera que un píxel sometido al mismo nivel de excitación de luz que sus vecinos no presente cambios apreciables respecto de ellos. En este aspecto la individualidad de cada píxel de un sensor CMOS los hace más sensibles a sufrir fallos, siendo mayor la uniformidad en CCD. No obstante mediante la adición de circuitos con realimentación se ha conseguido subsanar en gran medida este problema, aunque los CCD siguen ostentando una ligera ventaja.

Velocidad: Si nos concentramos en la velocidad con la que se captura la imagen, veremos que los CMOS son bastante superiores a los CCD, debido a que muchas funciones, como la propia conversión analógico-digital son realizadas en el propio sensor. Si bien por el momento esta ventaja es ligera, se espera que aumente con el tiempo.

Blooming: Esta palabra define el fenómeno por el cual un píxel que ha alcanzado la saturación empieza a saturar a sus vecinos, creando efectos y patrones no deseados. Esto se da principalmente en sensores CCD, que necesitan de algunos trucos de construcción para evitarlos. En cambio, gracias a su construcción los sensores CMOS no sufren de este defecto.

Sin embargo, CMOS es superior en la escala de integración y por su bajo consumo, aunque verde algo de calidad imagen en situaciones de poca luz. Esta situación no debe hacernos concluir que un CCD de una cámara compacta de calidad media es superior en calidad de imagen a un CMOS de alta gama, dado que lógicamente a mismo tamaño de sensor esta diferencia se diluye, y los sensores CCD obtienen mejores calidades con sensores más grandes. Los sensores CCD llevan mucho más tiempo en el mercado, por ello es que son un producto más maduro, y tienden a tener una mayor calidad y más pixeles. Por todo esto se puede ver que los sensores CCD son usados en cámaras que tienden a tener una mejor calidad con muchos pixeles y una gran sensibilidad a la luz. Pero los sensores CMOS están mejorando continuamente y se encuentran en un punto en el cual están por conseguir la misma calidad que los sensores CCD. Como en tantos otros casos, no hay una tecnología superior de por sí, sino situaciones en las que cada tecnología es mas adecuada.


  • NICK DEL USUARIO REGISTRADO

    me gustaria saber que es mejor los pro y los contra en una tabla de la diferencia de 3ccd y 3cmos esque estoy por comprar una y quiero saber que comprar y la 3cmos es 200 dlls mas barata gracias por su tiempo y sus atenciones

  • asdas

    POR FAVOR NO PONGAS BARBARIDADES un 3CMOS mas barato que un CCD…
    en fin ….

    • salada

      que desagradable tu manera de contestar
      te lo contesto de manera correcta un cmos no es mas barato que un ccd

      • Ce

        los CMOS son más baratos.

  • Jaime

    En las Webcams son infinitamente mejoras las que tienen sensor CCD que las CMOS. Las CMOS se ven con ruido y oscuras y las CCD nitidas e imagen limpias.

  • Ignacio A

    Hola a todos, me gustaria saber si alguien tiene la informacion de como "saltarse" electrónicamente la etapa de digitalización de la imagen de las webcam (A/D).
    Osea quiero transformar una camara web en camara analoga (RCA/NTSC).
    La cam a modificar sería la EYE 320 de GENIUS.
    Ojalá alguien tuviera una respuesta a mi interrogante. MUCHAS GRACIAS.

  • drokilo

    el que la gente sea ignorante no te da derecho a insultarlos, mas ignorante eres tu por que no creo que hayas nacido sabiendolo todo

  • abel

    que diferencia hay entre un sensor MOS y un CMOS ó son lo mismo?

  • julian molina

    al paparulo que hizo la pagina por que puta la hace moviendose, cuesta un huevo leer la puta pagina, es la ultima vez que entro a la puta pagina suya.

  • jmiba

    Parece que este artículo está copiado en gran parte de uno aparecido en 2005 en DeCamaras : http://www.decamaras.com/CMS/content/view/347/40-Es-mejor-una-reflex-con-sensor-CCD-o-CMOS

  • juan cortez ayala

    definitivamente los sensores CMOS me parece están abarcando más en cámaras compactas y reflex actualmente no se vendo cámaras digitales y másfrecuente suelen salir con el CMOS.

  • Felipe

    Las cosas como son. El CCD produce mucho menos ruido que un CMOS a mayor ISO, pero como la construccion de un CMOS es mas barata entonces los fabricantes lo estan usando mas, pero no significa que entregue mejor calidad de imagen. El CCD es lejos mejor.

  • jose vicente

    buenas, vamos haver señores… para información de todos los 3ccd son mas caros k los 3cmos los eccd son mucho mas buenos que los 3cmos en tomas de imagen nocturnas… pero la diferencia entre los ccd y cmos es k los cmos tine mejor calidad de imagen procesada y sensores mas trabajados por k en imagenun ccd te saca la linea vertical en cunto gravas en focos de luz y un cmos no estan mejor diseñados y cointruidos y su gran ventaga k gastan un30% menos que un ccd gastan un 45% mas de electricidad y en parte un ccd es peor k un 3cmo sy peor un cmos que un 3ccd los sensores con un unico sensor ccd o cmos en mismo sensor se encagra de recoger toods los coores y mezclarlos y los 3ccd no!! por k son tres sensores hosea tres camara enfocando! y cada sensor 3CCD recoje su color primario es decir RGB rojo azul y verde por lo cual los sensores 3ccd sacar mejro nitidez y mejor colometria de colores tanto exterior como interior solo hay un inconveniente que un 3ccd es interior es mejro que exterior grava imajenes nocturnas con mejor calidad sin degradación de imajen sin enbargo los cmos con solo un sensor cmos son buenos para tomas exteriores para tomas rapidas pero para internas no!! por lo cuAL notanas k los colores se pierden…. tanto en ccd como en cmos. LA RESPUESTA ES QUE SI USAS TU CAMARA PARA RODAR EN ZONAS NOCTURNAS COMPRES 3CCD Y SI E SPARA LA VIDA EXTERIOR SEAN CMOS LA CALIDAD Y LA RESOLUCIÓN SON MEJORES YA K CUNTO MAS GRANDE EL SENSOR MAYOR LA IMAGEN LAS COSAS PERSONAS SE GRAVAN CON MAYOR CALIDAD Y RESOLUCIÓN pero exteriormente funciona mejor un ccd que un cmos lo k claro mejor es que tengan los tres sensores para calidad extraordinaria y color vivos y reales. y con un sensor de 1/4 pulgadas sobra no hace falta 1/6 lo vas haver igual solo k con mayor nitidez pero la perdida no es semejante. un beso y espero k os haya echo entender algo de la historia de los ccd en general .

  • Fernando

    Bueno el realidad ambas tecnologías son buenas pero el futuro es CMOS es mas se implementaron las mismas tecnologías en rediografias digitales y en tomografías y en ambientes diferentes y con cambios de temperaturas en CMOS es amplia mente superior.asi que no hay digas bye ccd

  • tdt

    esto esta copiado de otra pagina!!!! ladrones!!!, porque no escriben algo original

  • Maxwell

    Compre una cámara de 14mpx saca las fotos excelentes con mucha luz y tiene buen flash pero en las noches es un lio salen desenfocadas con puntos negros, CCD cuando veo en mi monitor 14mpx no se ven nítidas solo cuando coloco de fondo son espectaculares pero cuando saco una de 8Mp se ven bien en mi LCD, cuando agrego muchos pixeles salen horrendas pesan 5mb por 14mp

  • Rodrigo

    Supongo que este artículo se basa en parte en uno publicado por Dave Litwiller y que podéis consultar su pdf aquí:
    https://www.dalsa.com/corp/markets/CCD_vs_CMOS.aspx
    El artículo es del 2001.

  • Jonatan

    no dijeron nada del efecto rolling shutter espantoso que dejan los sensores cmos que hace que la imagen se vea como gelatinosa y hasta te maree cuando filmas

  • miguel

    Buenos dias he visto vuestra informacion sobre el sensor dichoso,la clase de sensores,no entiendo he comprobado casi aciencia cierta que cada uno lo explica como mejor le viene en vez de el vien común.
    Digo yo tan dificil es ir al grano,y dejarse de rollos como funciona uno y otro mas o menos lo capto.
    En el gasto de energia los dos me van ha gastar lo mismo lo doy por hecho a mi lo que me interesa es que con poca iluminacion me grabe regularmente y en contraluz,atardecer esto es en lo que me voy ha mover,el CMOS,BATERIA, me va ha gatar igual que el CCD,y encima me va ha grabar peor para que le quiero no les parece.
    De el (MOS) en ningun sitio aparece,pues para mi si y PANASONI Ahora hay una nueva que parece que tiene buena pinta, anterior mente me fije en la X900M,estas tiene 3 mos,o en vez de estos tienen 3ccd,
    LA SONY NEX V20, me gusta por su tele 18-200mm a parte de ser mu grande he visto que no me acaba de convencer.
    Que sensor me aconsejan para poca iluminacion,puestos en camaras cual me bendria mejor ya que me gusta con mucho zumm,(perdonen por el rollo)espero su respuesta un abrazo MIGUEL.