¿Cuál es la diferencia entre el sensor CCD y el sensor CMOS de visión nocturna?

CCD (Charge Coupled Device) y CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) son dos de las tecnologías de sensores más utilizadas en el mundo de la fotografía digital y la captura de vídeo. Como tal, cuando se utilizan en dispositivos de visión nocturna, sus características únicas y diferencias se vuelven importantes. Por lo tanto, el artículo profundizará en la aplicación de CCD y CMOS en la tecnología de visión nocturna junto con sus principales diferencias.

Principios técnicos

1. CCD (dispositivo de carga acoplada)

El elemento central involucrado en un CCD es la tecnología de almacenamiento y transferencia de carga. Por la noche, el sensor CCD convierte la luz en cargas eléctricas a través de su elemento fotosensible que luego se transfieren mediante un mecanismo específico de transporte de carga a un registro de lectura ubicado en la periferia. Con esta técnica, CCD puede mantener la consistencia de la señal a lo largo de la lectura de la imagen.

2. CMOS (Semiconductor complementario de óxido metálico)

CMOSsensorestrabajar de acuerdo con un principio completamente diferente. En este caso, cada píxel CMOS tiene un amplificador de señal independiente que traduce las señales ópticas directamente en señales eléctricas. Este diseño permite una mayor flexibilidad y una lectura de datos de píxeles más rápida con sensores CMOS.

Características de rendimiento

1. Velocidad de lectura y consumo de energía

Por lo general, debido al método de lectura de escaneo progresivo, los sensores CMOS son más rápidos que sus contrapartes construidos según el concepto de CCD mientras leen imágenes. Además, al leer datos de píxeles solo requieren energía eléctrica, por lo que su consumo de energía es relativamente bajo en comparación con el que consumen otros tipos de sensores como los basados en el concepto CCD que requieren corriente continua para mantener las transferencias de carga mantenidas, consumiendo así mucha más energía.

2. Resolución y ruido

Los problemas de ruido, así como las distorsiones a altas resoluciones, tienden a ser provocados por amplificadores separados conectados a cada píxel, acompañados de ruidos asociados que se encuentran en un sensor CMOS dado, principalmente durante estos tiempos de etapas de fabricación de imágenes de alta resolución por procesos de semiconductores dentro de él. Sin embargo, los sensores CMOS modernos de gama alta y antigua se han permitido alcanzar una resolución y una calidad de imagen que están a la par con los CCD. Por el contrario, el método de transferencia de carga da como resultado que los CCD tengan una resolución más alta y menos ruido en comparación con sus homólogos CMOS.

3. Rango dinámico y desbordamiento de luces

Los sensores CMOS suelen tender a sobreexponer las luces o a perder detalles en las sombras, lo que los hace menos apropiados para capturar escenas de alto contraste. Por otro lado, los CCD provocaban un obturador global que conducía a un mayor rango dinámico y a un método de transferencia de carga, por lo que se adaptaba mejor a los distintos niveles de brillo dentro de una escena.

Escenarios de aplicación

1. Tecnología de visión nocturna CCD

La tecnología de visión nocturna CCD se utiliza principalmente en áreas que requieren altas resoluciones, bajos niveles de ruido y amplios rangos dinámicos, como vigilancia militar, vigilancia de seguridad. Además, la salida de señal estable con una calidad de imagen superior ha hecho que sea el preferido por muchos de estos sectores.

2. Tecnología de visión nocturna CMOS

Por otro lado, la tecnología de visión nocturna CMOS a menudo se requiere donde se necesitan velocidades de lectura rápidas, así como un bajo consumo de energía, flexibilidad, entre otros, como teléfonos con cámara, por ejemplo, drones, fotografía aérea. Es la elección perfecta debido a su capacidad de lectura rápida y su naturaleza de bajo consumo presente en el sensor CMOS.

Resumen

CCD y CMOS son dos de las tecnologías de sensores más populares, con ventajas y desventajas durante las aplicaciones de visión nocturna. CCD sobresale en algunas áreas debido a su salida de señal constante, calidad de imagen excepcional y un amplio rango dinámico; mientras que CMOS se aplica a más áreas debido a su rendimiento de alta velocidad, menor consumo de energía y adaptabilidad. Estas dos tecnologías seguirán teniendo un lugar en el futuro de la visión nocturna a medida que los avances tecnológicos sigan llegando.