Mi a különbség a CCD érzékelő és a CMOS érzékelő éjjellátója között

A CCD (Charge Coupled Device) és a CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) a digitális fényképezés és videofelvétel világában a két leggyakrabban használt érzékelőtechnológia. Mint ilyen, amikor éjjellátó készülékekben használják, egyedi tulajdonságaik és különbségeik fontossá válnak. A cikk ezért a CCD és a CMOS éjjellátó technológiában való alkalmazását és annak főbb különbségeit vizsgálja.

Technikai alapelvek

1. CCD (töltéscsatolt eszköz)

A CCD központi eleme a töltéstárolási és -átviteli technológia. Éjszaka a CCD érzékelő a fényt fényérzékeny elemén keresztül elektromos töltéssé alakítja, amelyet aztán egy speciális töltésszállító mechanizmus segítségével továbbít a periférián található leolvasó regiszterbe. Ezzel a technikával a CCD képes fenntartani a jel konzisztenciáját a képolvasás során.

2. CMOS (komplementer fém-oxid félvezető)

CMOSÉrzékelőkteljesen más elv szerint dolgozzon. Ebben az esetben minden CMOS pixelnek van egy független jelerősítője, amely az optikai jeleket közvetlenül elektromos jelekké alakítja. Ez a kialakítás nagyobb rugalmasságot és gyorsabb pixeladat-olvasást tesz lehetővé CMOS-érzékelőkkel.

Teljesítmény jellemzők

1. Olvasási sebesség és energiafogyasztás

Jellemzően a progresszív szkennelési kiolvasási módszer miatt a CMOS érzékelők gyorsabbak, mint a CCD koncepció alapján épített társaik a képek olvasása közben. Ezenkívül a pixeladatok olvasásakor csak elektromos energiát igényelnek, ezért energiafogyasztásuk viszonylag alacsony más típusú érzékelőkhöz képest, például a CCD koncepcióján alapulókhoz, amelyek folyamatos áramot igényelnek a töltésátvitel fenntartásához, így sokkal több energiát fogyasztanak.

2. Felbontás és zaj

A zajproblémákat, valamint a nagy felbontású torzításokat általában az egyes pixelekhez csatlakoztatott külön erősítők okozzák, amelyeket az adott CMOS-érzékelőben található kapcsolódó zajok kísérnek, többnyire ezekben a nagy felbontású képalkotási gyártási szakaszokban a félvezető folyamatok során. Azonban a csúcskategóriás modern korú CMOS érzékelők lehetővé tették maguknak, hogy olyan felbontást és képminőséget érjenek el, amely megegyezik a CCD-kkel. Ezzel szemben a töltésátviteli módszer azt eredményezi, hogy a CCD-k nagyobb felbontásúak és kevesebb zajjal rendelkeznek, mint a CMOS társaik.

3. Dinamikatartomány és kiemelési túlcsordulás

A CMOS-érzékelők általában hajlamosak túlexponálni a csúcsfényeket, vagy elveszítik a részleteket az árnyékokban, így kevésbé alkalmasak nagy kontrasztú jelenetek rögzítésére. Másrészt a CCD-k globális zárat okoztak, ami nagyobb dinamikatartományhoz és töltésátviteli módszerhez vezetett, így jobban alkalmazkodott a jeleneten belüli különböző fényerőszintekhez.

Alkalmazás-forgatókönyvek

1. CCD éjjellátó technológia

A CCD éjjellátó technológiát leginkább olyan területeken használják, amelyek nagy felbontást, alacsony zajszintet és széles dinamikatartományt igényelnek, mint például a katonai felügyelet, a biztonsági felügyelet. Sőt, a stabil jelkimenet kiváló képminőséggel tette a legkedveltebbé ezen ágazatok közül.

2. CMOS éjjellátó technológia

Másrészt a CMOS éjjellátó technológiára gyakran szükség van, ahol gyors olvasási sebességre és alacsony energiafogyasztásra, rugalmasságra van szükség, többek között, például kamerás telefonok, például drónok, légi fényképezés. Tökéletes választás a CMOS érzékelőben található gyors kiolvasási képessége és alacsony fogyasztása miatt.

Összefoglalás

A CCD és a CMOS a két legnépszerűbb érzékelőtechnológia, amelyeknek előnyei és hátrányai vannak az éjjellátó alkalmazások során. A CCD bizonyos területeken kiemelkedik állandó jelkimenetének, kivételes képminőségének és széles dinamikatartományának köszönhetően; míg a CMOS több területre vonatkozik nagy sebességű teljesítménye, kisebb energiafogyasztása és alkalmazkodóképessége miatt. Ennek a két technológiának továbbra is helye lesz az éjjellátó jövőben, mivel a technológiai fejlődés folyamatosan beáramlik.