تفاوت بین سنسور CCD و دید در شب سنسور CMOS چیست؟

CCD (دستگاه همراه شارژ) و CMOS (نیمه هادی اکسید فلز مکمل) دو مورد از رایج ترین فناوری های حسگر در دنیای عکاسی دیجیتال و فیلمبرداری هستند. به این ترتیب، هنگامی که در دستگاه های دید در شب استفاده می شود، ویژگی های منحصر به فرد و همچنین تفاوت های آنها مهم می شود. بنابراین این مقاله به کاربرد CCD و CMOS در فناوری دید در شب همراه با تفاوت های اصلی آن می پردازد.

اصول فنی

1. CCD (دستگاه همراه با شارژ)

عنصر اصلی درگیر در CCD فناوری ذخیره سازی و انتقال شارژ است. در شب سنسور CCD نور را از طریق عنصر حساس به نور خود به بارهای الکتریکی تبدیل می کند که سپس با استفاده از مکانیزم انتقال بار خاص به یک رجیستر بازخوانی واقع در حاشیه منتقل می شود. با استفاده از این تکنیک، CCD می تواند ثبات سیگنال را در طول بازخوانی تصویر حفظ کند.

2. CMOS (نیمه هادی اکسید فلز مکمل)

Cmosسنسورطبق اصل کاملا متفاوت کار کنید. در این مورد، هر پیکسل CMOS دارای یک تقویت کننده سیگنال مستقل است که سیگنال های نوری را مستقیما به سیگنال های الکتریکی ترجمه می کند. این طراحی امکان انعطاف پذیری بیشتر و خواندن سریع تر داده های پیکسل را با حسگرهای CMOS فراهم می کند.

ویژگی های عملکرد

1. سرعت خواندن و مصرف برق

به طور معمول، به دلیل روش بازخوانی اسکن پیشرونده، حسگرهای CMOS سریعتر از همتایان خود هستند که بر اساس مفهوم CCD ساخته شده اند و هنگام خواندن تصاویر ساخته شده اند. علاوه بر این، هنگام خواندن داده های پیکسل، آنها فقط به انرژی الکتریکی نیاز دارند، بنابراین مصرف برق آنها در مقایسه با مصرف انواع دیگر سنسورها مانند حسگرهای مبتنی بر مفهوم CCD که برای حفظ انتقال بار به جریان مداوم نیاز دارد، نسبتا کم است.

2. وضوح و سر و صدا

مشکلات نویز و همچنین اعوجاج در وضوح بالا توسط تقویت کننده های جداگانه متصل به هر پیکسل همراه با نویز های مرتبط در یک سنسور CMOS معین بیشتر در این زمان های مراحل ساخت تصویربرداری با وضوح بالا توسط فرآیندهای نیمه هادی درون آن ایجاد می شود. با این حال، سنسورهای CMOS مدرن امروزی خود را قادر به دستیابی به وضوح و کیفیت تصویر همتراز با CCD ها کرده اند. برعکس، روش انتقال بار منجر به وضوح بالاتر و همچنین نویز کمتری در مقایسه با همتایان CMOS می شود.

3. محدوده دینامیکی و سرریز برجسته

سنسورهای CMOS معمولا تمایل دارند هایلایت ها را بیش از حد نوردهی کنند یا جزئیات را در سایه ها از دست بدهند، بنابراین آنها را برای گرفتن صحنه های با کنتراست بالا کمتر مناسب می کند. از سوی دیگر، CCD ها باعث ایجاد یک شاتر سراسری می شوند که منجر به محدوده دینامیکی بالاتر و روش انتقال بار می شود، بنابراین سازگاری بهتر سطوح روشنایی مختلف در یک صحنه را ایجاد می کند.

سناریوهای کاربردی

1. فناوری دید در شب CCD

فناوری دید در شب CCD بیشتر در مناطقی که نیاز به وضوح بالا، سطح سر و صدای کم و محدوده های دینامیکی گسترده ای مانند نظارت نظامی، نظارت امنیتی دارند، استفاده می شود. علاوه بر این، خروجی سیگنال پایدار با کیفیت تصویر برتر باعث شده است که بسیاری از این بخش ها آن را ترجیح دهند.

2. فناوری دید در شب CMOS

از سوی دیگر، فناوری دید در شب CMOS اغلب در مواردی مورد نیاز است که نیاز به سرعت خواندن سریع و همچنین انعطاف پذیری مصرف انرژی کم در میان سایر موارد مانند تلفن های دوربین دار به عنوان مثال هواپیماهای بدون سرنشین عکاسی هوایی وجود دارد. این انتخاب به دلیل قابلیت بازخوانی سریع و ماهیت کم مصرف موجود در سنسور CMOS است.

خلاصه

CCD و CMOS دو مورد از محبوب ترین فناوری های حسگر هستند که مزایا و معایبی در طول برنامه های دید در شب دارند. CCD به دلیل خروجی سیگنال ثابت، کیفیت تصویر استثنایی و محدوده دینامیکی گسترده در برخی زمینه ها برتری دارد. در حالی که CMOS به دلیل عملکرد با سرعت بالا، مصرف انرژی کمتر و سازگاری در مناطق بیشتری اعمال می شود. این دو فناوری همچنان در آینده دید در شب جایگاهی خواهند داشت زیرا پیشرفت های فناوری همچنان در حال سرازیر شدن است.