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 opladningslagrings- og overførselsteknologi. Om natten forvandler CCD-sensoren lys til elektriske ladninger via sit lysfølsomme element, der derefter overføres ved hjælp af en specifik opladningstransportmekanisme til et udlæsningsregister placeret i periferien. Med denne teknik kan CCD opretholde konsistens af signalet gennem hele billedudlæsningen.

2. CMOS (komplementær metaloxid halvleder)

CMOSSensorerarbejde efter 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 pixeldatalæsning 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 op. Derudover, når de læser pixeldata, kræver de kun elektrisk energi, hvorfor deres strømforbrug er relativt lavt sammenlignet med det, der forbruges af andre typer sensorer som dem, der er baseret på CCDs 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 tendens til at blive forårsaget af separate forstærkere, der er fastgjort til hver pixel, ledsaget af tilhørende støj, der findes i en given CMOS-sensor, hovedsagelig i disse tider med billeddannelsesfabrikationstrin med høj opløsning ved halvlederprocesser i den. Imidlertid har high-end moderne alderen dag CMOS-sensorer gjort det muligt for sig selv at opnå opløsning og billedkvalitet, der er på niveau med CCD'er. Omvendt resulterer opladningsoverførselsmetoden i, at CCD'er har en højere opløsning samt mindre støj sammenlignet med CMOS-modstykkerne.

3. Dynamisk område og fremhævningsoverløb

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

Anvendelsesscenarier

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 det mest foretrukket af mange af disse sektorer.

2. CMOS nattesynsteknologi

På den anden side er CMOS-nattesynsteknologi ofte påkrævet, 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 dets hurtige udlæsningsevne og karakter med lav effekt, 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 signaludgang, enestående billedkvalitet og et bredt dynamisk område; der henviser til, at CMOS gælder for flere områder på grund af dets høje hastighedsydelse, mindre strømforbrug og tilpasningsevne. Disse to teknologier vil stadig have en plads i fremtiden for nattesyn, da teknologiske fremskridt fortsætter med at strømme ind.