ما هو الفرق بين مستشعر CCD ومستشعر CMOS للرؤية الليلية

CCD (جهاز مقترن بالشحن) و CMOS (أشباه الموصلات المعدنية التكميلية) هما من أكثر تقنيات الاستشعار استخداما في عالم التصوير الرقمي والتقاط الفيديو. على هذا النحو ، عند استخدامها في أجهزة الرؤية الليلية ، تصبح ميزاتها الفريدة وكذلك الاختلافات مهمة. لذلك سوف تتعمق المقالة في تطبيق CCD و CMOS في تقنية الرؤية الليلية جنبا إلى جنب مع الاختلافات الرئيسية.

المبادئ التقنية

1. CCD (جهاز مقترن بالشحن)

العنصر الأساسي المتضمن في اتفاقية مكافحة التصحر هو تكنولوجيا تخزين ونقل الشحن. في الليل ، يحول مستشعر CCD الضوء إلى شحنات كهربائية عبر عنصره الحساس للضوء الذي يتم نقله بعد ذلك باستخدام آلية نقل شحن محددة إلى سجل قراءة موجود على الأطراف. باستخدام هذه التقنية ، يمكن لاتفاقية مكافحة التصحر الحفاظ على اتساق الإشارة طوال قراءة الصورة.

2. CMOS (أشباه الموصلات المعدنية التكميلية)

كموساجهزه الاستشعارالعمل وفقا لمبدأ مختلف تماما. في هذه الحالة ، يحتوي كل بكسل CMOS على مضخم إشارة مستقل يترجم الإشارات الضوئية مباشرة إلى إشارات كهربائية. يسمح هذا التصميم بمرونة أكبر وقراءة أسرع لبيانات البكسل باستخدام مستشعرات CMOS.

خصائص الأداء

1. سرعة القراءة واستهلاك الطاقة

عادة ، نظرا لطريقة قراءة المسح التدريجي ، تكون مستشعرات CMOS أسرع من نظيراتها التي تم إنشاؤها بناء على مفهوم CCDs أثناء قراءة الصور. بالإضافة إلى ذلك ، عند قراءة بيانات البكسل ، فإنها تتطلب طاقة كهربائية فقط ، وبالتالي فإن استهلاكها للطاقة منخفض نسبيا مقارنة بتلك التي تستهلكها أنواع أخرى من أجهزة الاستشعار مثل تلك القائمة على مفهوم CCD الذي يتطلب تيارا مستمرا للحفاظ على عمليات نقل الشحن وبالتالي استهلاك المزيد من الطاقة.

2. القرار والضوضاء

تميل مشاكل الضوضاء وكذلك التشوهات عالية الدقة إلى أن تحدث بواسطة مكبرات صوت منفصلة متصلة بكل بكسل مصحوبة بضوضاء مرتبطة موجودة في مستشعر CMOS معين في الغالب خلال هذه الأوقات من مراحل تصنيع التصوير عالية الدقة بواسطة عمليات أشباه الموصلات داخلها. ومع ذلك ، فقد مكنت مستشعرات CMOS الحديثة الحديثة من تحقيق الدقة وجودة الصورة التي تتساوى مع CCDs. على العكس من ذلك ، تؤدي طريقة نقل الشحن إلى أن يكون ل CCDs دقة أعلى بالإضافة إلى ضوضاء أقل مقارنة بنظيراتها من CMOS.

3. النطاق الديناميكي وتسليط الضوء على تجاوز

عادة ما تميل مستشعرات CMOS إلى الإفراط في تعريض الإبرازات أو فقدان التفاصيل في الظلال مما يجعلها أقل ملاءمة لالتقاط مشاهد عالية التباين. من ناحية أخرى ، تسببت CCDs في مصراع عالمي يؤدي إلى نطاق ديناميكي أعلى وطريقة نقل الشحن وبالتالي التكيف بشكل أفضل مع مستويات السطوع المتفاوتة داخل المشهد.

سيناريوهات التطبيق

1. تكنولوجيا الرؤية الليلية CCD

تستخدم تقنية الرؤية الليلية CCD في الغالب في المناطق التي تتطلب دقة عالية ومستويات ضوضاء منخفضة ونطاقات ديناميكية واسعة مثل المراقبة العسكرية والمراقبة الأمنية. علاوة على ذلك ، فإن إخراج الإشارة المستقر بجودة صورة فائقة جعله الأكثر تفضيلا من قبل العديد من هذه القطاعات.

2. تقنية الرؤية الليلية CMOS

من ناحية أخرى ، غالبا ما تكون تقنية الرؤية الليلية CMOS مطلوبة حيث تكون هناك حاجة لسرعات قراءة عالية بالإضافة إلى مرونة منخفضة في استهلاك الطاقة من بين أمور أخرى مثل الهواتف المزودة بكاميرات على سبيل المثال التصوير الجوي للطائرات بدون طيار. إنه الاختيار المثالي بسبب قدرته على القراءة السريعة وطبيعته منخفضة الطاقة الموجودة في مستشعر CMOS.

ملخص

يعد CCD و CMOS من أكثر تقنيات الاستشعار شيوعا ، مع مزايا وعيوب أثناء تطبيقات الرؤية الليلية. تتفوق CCD في بعض المناطق بسبب خرج الإشارة الثابت وجودة الصورة الاستثنائية والنطاق الديناميكي الواسع ؛ بينما ينطبق CMOS على مناطق أكثر نظرا لأدائه عالي السرعة واستهلاك أقل للطاقة والقدرة على التكيف. ستظل هاتان التقنيتان لهما مكان في مستقبل الرؤية الليلية مع استمرار التقدم التكنولوجي في التدفق.