Diferencias entre Cámaras IP CMOS y CCD

Las cámaras IP de vídeo vigilancia se pueden dividir en dos grades grupos, las CCD y las CMOS, en Qloudea.com disponemos de ambos tipos para todas las situaciones, ya sean de interior o exterior.  Mucha gente llama a diario para preguntarnos que tipo de tecnología es la ideal para su situación, si la CCD o la CMOS.  Si nos fijamos solo en precio, pensaríamos que la CCD es de mejor calidad ya que cuesta más, pero el artículo de hoy intentará explicaros las diferencias entre ambas y la razón para escoger un tipo u otro según cada situación.

Las cámaras digitales capturan las imagen con los chips sensores de imagen y estos se dividen entre 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.

El CCD convierte estas cargas eléctricas en voltajes y entrega una señal analógica a su salida, que debe ser digitalizada y procesada por la circuitería 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 pixel) 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 circuitería 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 pixel a pixel dentro del mismo sensor, por lo que la circuitería 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.

Ventajas y desventajas de cada uno de ellos.
(Las características en azul denotan que las camaras CCD son mejores, y las rojas, que las camaras CMOS son mejores

Precio: Las cámaras IP CMOS son mucho más económicas que las CCD debido a que tienen menos circuitería por lo que son más baratas de fabricar

Consumo Eléctrico: la tecnologia CMOS por su fabricación, consume mucha mejos electricidad que los CCD.  Normalmente las cámaras IP CMOS de Zavio tienen traasformadores de 220V a 5V 1.2A  y las cámaras IP CCD de 220V a 12V 1.25A

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.

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

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.  Los sensores CMOS son mejores a la hora de capturar imágenes como brillos que refleja un anillo, o el reflojo de la luz del sol sobre un lago.

En conclusión, los chips CCD son más sensibles que los CMOS por lo que son mucho mejores en situaciones de poca luz, y los CCDs tienden a darnos una imagen más limpia que los CMOS que nos pueden dar más ruidos (pequeños defectos en la imagen) pero hay que recordar que los CMOS son más económicos y consumen menos electricidad.  Recordar que esto es una compartiva con cámaras IP de la misma categoría, y que por lo tanto no podemos comparar camaras IP con el tamaño del sensor de 1/3” con cámaras de 1/4”

Para verlo más claramente, aquí os paso dos fotografías captadas con cámaras IP, una CCD y otra CMOS.  Con muy poca luz para acentuar las diferencias entre ambos tipos


click en la imagen para verla a tamaño completo

A simple vista, parece que las dos son muy pareceidas, pero si hacemos un zoom veremos que la CCD tiene mucho menos ruido que la CMOS por lo que nos da una mejor calidad de imagen.


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Y como siempre se ha dicho, una imagen vale más que mil palabras.

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Silvio

Queria consultar algo, alguna diferencia comparativas entre las camara IP y estas que se usan comun mente en vigilancia de CCTV(creo que son analogas) que usan cable coaxial y grava las imagenes en HD.

amazin

yo queria adquirir un lapicero espia que dice que tiene una bateria de hora y media de grabacion ademas de grabar el sonido tambien entonces quisiera saber si estas camaras tambien graban el audio y tienen una memoria integrada donde almacenan las grabaciones y en que formato y resolucion y cuanto dura su bateria y si cuentan con cordos de salida usb para descargar los archivos en el pc quiero saber pues vi una propaganda de una camara elk cmos pero no explican que funciones tienen por eso estoy navegando por internet buscando informacion al respecto pero no la encuentro

carla

son cámaras parecidas pero se ve con zoom que la cmos tiene un poco mejor calidad o asi parece cuando agrandas mucho. no se le nota tanto los pixeles.