Hvad er forskellen mellem CCD-sensor og CMOS-sensor nattesyn

CCD (Charge Coupled Device) og CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) er to af de mest almindeligt anvendte sensorteknologier i verden af digital fotografering og videooptagelse. Som sådan, når de bruges i nattesynsenheder, bliver deres unikke funktioner såvel som forskelle vigtige. Artiklen vil derfor dykke ned i anvendelsen af CCD og CMOS i nattesynsteknologi sammen med dens vigtigste forskelle.

Tekniske principper

1. CCD (ladningskoblet enhed)

Kerneelementet involveret i en CCD er ladningslagring og overførselsteknologi. Om natten omdanner CCD-sensoren lys til elektriske ladninger via sit lysfølsomme element, som derefter overføres ved hjælp af en specifik ladningstransportmekanisme til et udlæsningsregister placeret i periferien. Med denne teknik kan CCD opretholde konsistens af signalet gennem hele billedudlæsningen.

2. CMOS (komplementær metaloxidhalvleder)

CMOSSensorerarbejde efter et helt andet princip. I dette tilfælde har hver CMOS-pixel en uafhængig signalforstærker, der oversætter optiske signaler direkte til elektriske signaler. Dette design giver mulighed for større fleksibilitet og hurtigere læsning af pixeldata med CMOS-sensorer.

Ydeevne egenskaber

1. Læsehastighed og strømforbrug

På grund af progressiv scanningsudlæsningsmetode er CMOS-sensorer typisk hurtigere end deres modstykker, der er konstrueret baseret på CCD'er-konceptet, mens de læser billeder. Derudover, når de læser pixeldata, kræver de kun elektrisk energi, og derfor er deres strømforbrug relativt lavt sammenlignet med det, der forbruges af andre typer sensorer som dem, der er baseret på CCD's koncept, der kræver kontinuerlig strøm for at holde opladningsoverførsler opretholdt og dermed forbruge meget mere strøm.

2. Opløsning og støj

Støjproblemer såvel som forvrængninger ved høje opløsninger har en tendens til at blive forårsaget af separate forstærkere fastgjort til hver pixel ledsaget af tilhørende støj, der findes i en given CMOS-sensor, for det meste i disse tider med højopløsningsbilledfremstillingsstadier af halvlederprocesser i den. Imidlertid har high-end moderne CMOS-sensorer gjort det muligt for sig selv at opnå opløsning og billedkvalitet, der er på niveau med CCD'er.

3. Dynamisk rækkevidde og fremhæv overløb

CMOS-sensorer har normalt en tendens til at overeksponere højlys eller miste detaljer i skygger, hvilket gør dem mindre egnede til at fange scener med høj kontrast. På den anden side forårsagede CCD'er en global lukker, der førte til højere dynamisk område og ladeoverførselsmetode og dermed bedre tilpasning af varierende lysstyrkeniveauer i en scene.

Scenarier for anvendelse

1. CCD nattesynsteknologi

CCD nattesynsteknologi bruges mest i områder, der kræver høje opløsninger, lave støjniveauer og brede dynamiske områder såsom militær overvågning, sikkerhedsovervågning . Desuden har stabil signaludgang med overlegen billedkvalitet gjort den mest foretrukket af mange af disse sektorer.

2. CMOS nattesynsteknologi

På den anden side kræves CMOS nattesynsteknologi ofte, hvor der er behov for hurtige læsehastigheder samt lavt strømforbrug, fleksibilitet blandt andet såsom kameratelefoner, for eksempel droner, luftfotografering. Det er det perfekte valg på grund af dens hurtige udlæsningsevne og laveffekt, der findes i CMOS-sensoren.

Resumé

CCD og CMOS er to af de mest populære sensorteknologier med fordele og ulemper under nattesynsapplikationer. CCD udmærker sig på nogle områder på grund af dets stabile signaloutput, enestående billedkvalitet og et bredt dynamisk område; hvorimod CMOS gælder for flere områder på grund af dens høje hastighedsydelse, mindre strømforbrug og tilpasningsevne. Disse to teknologier vil stadig have en plads i fremtiden for nattesyn, da teknologiske fremskridt bliver ved med at strømme ind.