Apa perbedaan antara sensor CCD dan penglihatan malam sensor CMOS

CCD (Charge Coupled Device) dan CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) adalah dua teknologi sensor yang paling umum digunakan di dunia fotografi digital dan pengambilan video. Dengan demikian, ketika digunakan dalam perangkat penglihatan malam, fitur unik serta perbedaannya menjadi penting. Oleh karena itu, artikel ini akan mempelajari penerapan CCD dan CMOS dalam teknologi penglihatan malam bersama dengan perbedaan utamanya.

Prinsip teknis

1. CCD (perangkat yang digabungkan dengan muatan)

Elemen inti yang terlibat dalam CCD adalah teknologi penyimpanan dan transfer muatan. Pada malam hari, sensor CCD mengubah cahaya menjadi muatan listrik melalui elemen fotosensitifnya yang kemudian ditransfer menggunakan mekanisme pengangkutan muatan khusus ke register pembacaan yang terletak di pinggiran. Dengan teknik ini, CCD dapat menjaga konsistensi sinyal selama pembacaan gambar.

2. CMOS (Semikonduktor Oksida Logam Kompementer)

CMOSSensorbekerja sesuai dengan prinsip yang sama sekali berbeda. Dalam hal ini, setiap piksel CMOS memiliki penguat sinyal independen yang menerjemahkan sinyal optik langsung menjadi sinyal listrik. Desain ini memungkinkan fleksibilitas yang lebih besar dan pembacaan data piksel yang lebih cepat dengan sensor CMOS.

Karakteristik Kinerja

1. Kecepatan membaca dan konsumsi daya

Biasanya, karena metode pembacaan pemindaian progresif, sensor CMOS lebih cepat daripada rekan-rekan mereka yang dibangun berdasarkan konsep CCD saat membaca gambar. Selain itu, ketika membaca data piksel, mereka hanya membutuhkan energi listrik sehingga konsumsi dayanya relatif rendah dibandingkan dengan yang dikonsumsi oleh jenis sensor lain seperti yang didasarkan pada konsep CCD yang membutuhkan arus kontinu untuk menjaga transfer muatan tetap dipertahankan sehingga mengkonsumsi lebih banyak daya.

2. Resolusi dan Kebisingan

Masalah kebisingan serta distorsi pada resolusi tinggi cenderung disebabkan oleh amplifier terpisah yang melekat pada setiap piksel disertai dengan kebisingan terkait yang ditemukan pada sensor CMOS tertentu sebagian besar selama masa tahap fabrikasi pencitraan resolusi tinggi oleh proses semikonduktor di dalamnya. Namun, sensor CMOS modern kelas atas telah memungkinkan diri mereka untuk mencapai resolusi dan kualitas gambar yang setara dengan CCD. Sebaliknya, metode transfer muatan menghasilkan CCD memiliki resolusi yang lebih tinggi serta noise yang lebih sedikit dibandingkan dengan rekan-rekan CMOS.

3. Rentang Dinamis dan Sorotan Overflow

Sensor CMOS biasanya cenderung terlalu banyak mengekspos sorotan atau kehilangan detail dalam bayangan sehingga membuatnya kurang sesuai untuk menangkap pemandangan kontras tinggi. Di sisi lain, CCD menyebabkan rana global yang mengarah ke rentang dinamis yang lebih tinggi dan metode transfer muatan sehingga adaptasi yang lebih baik dari berbagai tingkat kecerahan dalam suatu pemandangan.

Skenario Aplikasi

1. Teknologi penglihatan malam CCD

Teknologi penglihatan malam CCD sebagian besar digunakan di area yang membutuhkan resolusi tinggi, tingkat kebisingan rendah, dan rentang dinamis yang luas seperti pengawasan militer, pengawasan keamanan. Selain itu, output sinyal yang stabil dengan kualitas gambar yang unggul membuatnya paling disukai oleh banyak sektor ini.

2. Teknologi penglihatan malam CMOS

Di sisi lain, teknologi penglihatan malam CMOS sering diperlukan di mana ada kebutuhan akan kecepatan membaca yang cepat serta fleksibilitas konsumsi daya yang rendah, antara lain seperti kamera ponsel, misalnya drone, fotografi udara. Ini adalah pilihan yang sempurna karena kemampuan pembacaan yang cepat dan sifat daya rendah yang ada di sensor CMOS.

Ringkasan

CCD dan CMOS adalah dua teknologi sensor paling populer, dengan kelebihan dan kekurangan selama aplikasi penglihatan malam. CCD unggul di beberapa area karena output sinyalnya yang stabil, kualitas gambar yang luar biasa, dan rentang dinamis yang lebar; sedangkan CMOS berlaku untuk lebih banyak area karena kinerja kecepatannya yang tinggi, konsumsi daya yang lebih sedikit, dan kemampuan beradaptasi. Kedua teknologi ini masih akan memiliki tempat di masa depan penglihatan malam karena kemajuan teknologi terus mengalir.