Wat is het verschil tussen CCD-sensor en CMOS-sensor nachtzicht

CCD (Charge Coupled Device) en CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) zijn twee van de meest gebruikte sensortechnologieën in de wereld van digitale fotografie en video-opname. Als zodanig, bij gebruik in nachtkijkers, worden hun unieke kenmerken en verschillen belangrijk. Het artikel zal daarom ingaan op de toepassing van CCD en CMOS in nachtzichttechnologie, samen met de belangrijkste verschillen.

Technische principes

1. CCD (charge-coupled device)

Het kernelement van een CCD is de technologie voor het opslaan en overbrengen van ladingen. 's Nachts zet de CCD-sensor licht om in elektrische ladingen via zijn lichtgevoelige element, die vervolgens met behulp van een specifiek ladingstransportmechanisme worden overgebracht naar een uitleesregister aan de periferie. Met deze techniek kan CCD de consistentie van het signaal behouden tijdens het uitlezen van het beeld.

2. CMOS (complementaire metaaloxide-halfgeleider)

CMOSSensorenwerken volgens een heel ander principe. In dit geval heeft elke CMOS-pixel een onafhankelijke signaalversterker die optische signalen direct vertaalt in elektrische signalen. Dit ontwerp zorgt voor meer flexibiliteit en snellere uitlezing van pixelgegevens met CMOS-sensoren.

Prestatiekenmerken

1. Leessnelheid en stroomverbruik

Typisch, als gevolg van de progressieve scan-uitleesmethode, zijn CMOS-sensoren sneller dan hun tegenhangers die zijn geconstrueerd op basis van het CCD-concept tijdens het uitlezen van afbeeldingen. Bovendien hebben ze bij het lezen van pixelgegevens alleen elektrische energie nodig, waardoor hun stroomverbruik relatief laag is in vergelijking met dat van andere soorten sensoren, zoals die op basis van het CCD-concept dat continue stroom vereist om de ladingsoverdracht in stand te houden, waardoor ze veel meer stroom verbruiken.

2. Resolutie en ruis

Ruisproblemen en vervormingen bij hoge resoluties worden meestal veroorzaakt door afzonderlijke versterkers die aan elke pixel zijn bevestigd, vergezeld van bijbehorende ruis die in een bepaalde CMOS-sensor wordt aangetroffen, meestal in deze tijden van fabricagefasen van beeldvorming met hoge resolutie door halfgeleiderprocessen erin. High-end moderne verouderde CMOS-sensoren hebben zichzelf echter in staat gesteld om een resolutie en beeldkwaliteit te bereiken die vergelijkbaar zijn met CCD's. Omgekeerd resulteert de laadoverdrachtsmethode in CCD's met een hogere resolutie en minder ruis in vergelijking met de CMOS-tegenhangers.

3. Dynamisch bereik en highlight-overloop

CMOS-sensoren hebben meestal de neiging om hooglichten te overbelichten of details in schaduwen te verliezen, waardoor ze minder geschikt zijn voor het vastleggen van scènes met een hoog contrast. Aan de andere kant veroorzaakten CCD's een globale sluiter, wat leidde tot een hoger dynamisch bereik en een hogere ladingsoverdrachtsmethode, dus een betere aanpassing van verschillende helderheidsniveaus binnen een scène.

Toepassingsscenario's

1. CCD-technologie voor nachtzicht

CCD-nachtzichttechnologie wordt meestal gebruikt in gebieden die hoge resoluties, lage ruisniveaus en brede dynamische bereiken vereisen, zoals militair toezicht, veiligheidstoezicht. Bovendien heeft een stabiele signaaluitvoer met een superieure beeldkwaliteit ervoor gezorgd dat het de voorkeur geniet van veel van deze sectoren.

2. CMOS-technologie voor nachtzicht

Aan de andere kant is CMOS-nachtzichttechnologie vaak vereist wanneer er behoefte is aan hoge leessnelheden en flexibiliteit met een laag stroomverbruik, zoals cameratelefoons bijvoorbeeld, drones, luchtfotografie. Het is de perfecte keuze vanwege het snelle uitleesvermogen en het energiezuinige karakter van de CMOS-sensor.

Samenvatting

CCD en CMOS zijn twee van de meest populaire sensortechnologieën, met voor- en nadelen tijdens nachtzichttoepassingen. CCD blinkt op sommige gebieden uit door zijn constante signaaluitvoer, uitzonderlijke beeldkwaliteit en een groot dynamisch bereik; terwijl CMOS op meer gebieden van toepassing is vanwege de hoge snelheid, het lagere stroomverbruik en het aanpassingsvermogen. Deze twee technologieën zullen nog steeds een plaats hebben in de toekomst van nachtzicht, aangezien de technologische vooruitgang blijft binnenstromen.