Матриці з буферизацією кадру

Існує вдосконалений варіант повнокадрової матриці, в якому заряди паралельного регістра не надходять порядково на вхід послідовного, а «складуються» в буферному паралельному регістрі. Даний регістр розташований під основним паралельним регістром зсуву, фотоструми порядково переміщуються в буферний регістр і вже з нього надходять на вхід послідовного регістра зсуву. Поверхня буферного регістра покрита непрозорою (частіше металевої) панеллю, а вся система одержала назву матриці з буферизацією кадру (frame - transfer CCD). Матриця з буферизацією кадру В даній схемі потенційні ями основного паралельного регістра зсуву «спорожняються» помітно швидше, так як при перенесенні рядків у буфер немає необхідності для кожного рядка очікувати повний цикл послідовного регістру. Тому інтервал між експонуванням скорочується, правда при цьому також падає швидкість зчитування-рядку доводиться «подорожувати» на вдвічі більшу відстань. Таким чином, інтервал між експонуванням скорочується тільки для двох кадрів, хоча вартість пристрою за рахунок буферного регістра помітно зростає. Проте найбільш помітним недоліком матриць з буферизацією кадру є подовжити «маршрут» фотострумів, який негативно позначається на збереженні їх величин. І в кожному випадку між кадрами повинен спрацьовувати механічний затвор, так що про безперервне відеосигналі говорити не доводиться.

Рис. Матриця з буферизацією кадру

Матриці з буферизацією стовпців

Спеціально для відеотехніки був розроблений новий тип матриць, в якому інтервал між експонуванням був мінімізований не для пари кадрів, а для безперервного потоку. Зрозуміло, для забезпечення цієї безперервності довелося передбачити відмову від механічного затвора.

Фактично дана схема, що отримала найменування матриці з буферизацією стовпців (interline CCD-matrix), в чомусь схожа з системами з буферизацією кадру-в ній також використовується буферний паралельний регістр зсуву, ПЗЗ-елементи якого приховані під непрозорим покриттям. Однак буфер цей не розташовується єдиним блоком під основним паралельним регістром-його стовпці «перетасовані» між стовпцями основного регістру. В результаті поряд з кожним стовпцем основного регістру знаходиться стовпець буфера, а відразу ж після експонування фотоструми переміщуються не «зверху -вниз», а «зліва-направо» (або «зправа-наліво») і всього за один робочий цикл потрапляють в буферний регістр, цілком і повністю звільняючи потенційні ями для наступного експонування. Заряди, що потрапили в буферний регістр в звичайному порядку зчитуються через послідовний регістр зсуву, тобто «зверху-вниз». Оскільки скидання фотострумів в буферний регістр відбувається всього за один цикл, навіть при відсутності механічного затвора не спостерігається нічого схожого на «розмазування» заряду, як в повнокадровій матриці. А от час експонування для кожного кадру в більшості випадків за тривалістю відповідає інтервалу, що витрачається на повне зчитування буферного паралельного регістра. Завдяки всьому цьому з'являється можливість створити відеосигнал з високою частотою кадрів-не менш 30 кадрів секунду. Матрицю з буферизацією стовпців найчастіше у вітчизняній літературі в помилково іменують «черезстрічковою». Викликано це, напевно, тим, що англійські найменування «interline» (буферизація рядків) і «interlaced» (черезрядковий) звучать дуже схоже. На ділі ж при зчитуванні за один такт всіх рядків можна говорити про матрицю з прогресивною розгорткою (progressive scan), а коли за перший такт зчитуються непарні рядки, а за другий-парні (або навпаки), мова йде про матрицю з чергуванням рядків (interlace scan).

Рис. 3. Матриця з буферизацією стовпців

3CCD

Технологія кольороподілу в кольоровому телебаченні, що використовує три світлочутливі матриці, окремі для кожного з трьох кольороподілених зображень: червоного, зеленого і синього. Технологія заснована на оптичному кольороділенні за допомогою дихроїчної призми, що розділяє світло від об'єктива на три зображення по довжині хвилі за рахунок інтерференції. У телевізійному побуті такі відеокамери називають трьохматричними.

Рис. Кольороподільна призма

Рис. Кольороподільна система матричних ТВ-камер