Un senzor CCD cu transfer interliniar (vezi figura 6.6) are, pentru fiecare pixel, un fotodetector şi o zonă de stocare a sarcinii rezultate. Zona de stocare este formată prin ecranarea (opacizarea) unei părţi din zona pixelului. Prin concatenarea zonelor opace, se formează un canal vertical, care permite transferul sarcinilor de-a lungul senzorului, până la un registru orizontal de deplasare.

Fig. 6.6. Senzor CCD cu transfer interliniar.

Prin modul de funcţionare, varianta interliniară permite transferul rapid al sarcinilor din zona în care au fost acumulate sub influenţa luminii, mai întâi, în zonele opace de stocare, iar, ulterior, din linie în linie, până la registrul orizontal de deplasare. Prin deplasarea vechilor sarcini, se lasă loc pentru noile sarcini acumulate, ceea ce este un suport deosebit pentru achiziţia de secvenţe video. Prin prezenţa zonelor de stocare şi transfer, se micşorează zona din senzor care este efectiv sensibilă la lumină. Deşi este o complicaţie din punct de vedere al fabricaţiei, se poate recurge la ataşarea de microlentile pentru pixeli, cu rolul de a concentra lumina de pe o zonă mai mare decât zona efectiv fotosensibilă a senzorului.

Un senzor CCD de tip cadru întreg (vezi figura 6.7) foloseşte toată zona pixelului pentru achiziţia imaginii. În acest fel, pe timpul transferului de sarcini nu se mai poate face integrare, deci, nu se mai poate face acumulare de sarcini prin expunerea la lumină. Pentru a împiedica influenţa luminii pe timpul cât are loc transferul de sarcini (ceea ce ar strica calitatea imaginii), se pot plasa diafragme mecanice în faţa senzorilor.

Fig. 6.7. Senzor CCD de tip cadru întreg (full frame).

Există şi situaţii în care aplicaţia, prin natura ei, elimină necesitatea diafragmei mecanice, ca, de exemplu, atunci când durata şi volumul luminii sunt controlate extern, prin lumină stroboscopică de studio.

Varianta cu senzor CCD cu transfer pe cadre este similară celei cu cadru întreg, dar se ecranează (maschează) jumătate din matricea senzorială, astfel încât să fie aptă pentru stocarea sarcinilor. După terminarea perioadei de integrare, când elementele senzoriale elementare au înmagazinat sarcinile, are loc un transfer al sarcinilor către zona de stocare şi, ca urmare, o nouă integrare se poate face fără o întârziere expresă. Acest tip de senzori se poate folosi, aşadar, pentru achiziţii rapide.

Totuşi, suprapunerea perioadelor de integrare cu acelea de transfer de sarcini conduce la o scădere a calităţii imaginii prin murdărire (smear). Preţul de cost al acestor senzori este crescut, datorită complexităţii induse de prezenţa celor două zone, senzoriale şi de stocare. Varianta interliniară reprezintă, din acest punct de vedere, o îmbunătăţire, pentru că se permite integrarea şi transferul simultane, fără efectul de murdărire a imaginii. Pentru citirea datelor din senzor, se folosesc două metode:

·         citire progresivă,

·         citire întreţesută.

Într-un mod analog baleiajului video, şi aici contează ordinea în care coloanele senzorului sunt transferate în registrul orizontal şi, ulterior, la ieşirea din senzor.

În varianta progresivă, liniile se citesc succesiv, în ordinea în care apar în imagine. În varianta întreţesută, se citesc întâi liniile pare şi, ulterior, liniile impare, după care are loc reintegrarea. Pentru senzorii mai mari de 1 Mpixel, cea mai frecventă metodă este aceea întreţesută, în care un rând de electrozi controlează transferul vertical al sarcinilor din două rânduri de pixeli.

Pentru că există un număr mare de producători şi o competiţie dură pe piaţă, există şi multe soluţii de proiectare diferite, care încearcă, fiecare în parte, diferite avantaje.

Fuji oferă senzori cu pixelul octogonal, ceea ce ajută la creşterea densităţii de pixeli şi la mărirea zonei fotosensibile. Producătorii susţin că senzorul octogonal are un raport semnal-zgomot şi o gamă dinamică mai bune. Ideal ar fi să existe senzori cu calitatea imaginii ca la CCD şi cu versatilitatea de la CMOS. Deşi acest lucru nu este posibil, Kodak a proiectat un senzor CCD cu transfer interliniar, care face unele prelucrări de imagini în cip, prin adăugarea unor ceasuri pentru eşantionare dublu corelată. Se poate calcula astfel curentul de întuneric (care apare în lipsa luminii), care se scade din imaginea obţinută în prezenţa luminii.

Philips (ca şi Sanyo) a proiectat o tehnologie de transfer pe cadre, numită True Frame Sensor Architecture. Opacizarea zonei de stocare se face cu un ecran metalic, putându-se înmagazina numai cca. 1/5 din capacitatea totală a pixelului. Senzorul este folosit astfel numai pentru analiza scenei în vederea determinării parametrilor de reglaj şi pentru vizualizarea scenei. Când camera este într-unul din aceste moduri de lucru, electronii sunt trimişi rapid în zona de stocare, cu pierderea a 4/5 dintre ei. În modul normal de lucru, toţi electronii sunt citiţi rapid, fără a fi trimişi în zona de stocare. Metoda de citire este mai degrabă progresivă decât întreţesută, iar principalul avantaj al acestei tehnici este viteza de lucru, pe care producătorii o apreciază la 30-60 fps