Qual é a diferença entre o sensor CCD e a visão noturna do sensor CMOS

CCD (Charge Coupled Device) e CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) são duas das tecnologias de sensores mais usadas no mundo da fotografia digital e captura de vídeo. Como tal, quando utilizados em dispositivos de visão noturna, suas características únicas, bem como diferenças, tornam-se importantes. O artigo, portanto, se aprofundará na aplicação de CCD e CMOS na tecnologia de visão noturna, juntamente com suas principais diferenças.

Princípios técnicos

1. CCD (dispositivo acoplado à carga)

O elemento central envolvido em um CCD é a tecnologia de armazenamento e transferência de carga. À noite, o sensor CCD transforma a luz em cargas elétricas por meio de seu elemento fotossensível, que são então transferidas usando um mecanismo específico de transporte de carga para um registro de leitura localizado na periferia. Com esta técnica, o CCD pode manter a consistência do sinal durante toda a leitura da imagem.

2. CMOS (Semicondutor de Óxido Metálico Complementar)

CMOSSensorestrabalhar de acordo com um princípio completamente diferente. Nesse caso, cada pixel CMOS possui um amplificador de sinal independente que traduz sinais ópticos diretamente em sinais elétricos. Esse design permite maior flexibilidade e leitura mais rápida de dados de pixel com sensores CMOS.

Características de desempenho

1. Velocidade de leitura e consumo de energia

Normalmente, devido ao método de leitura de varredura progressiva, os sensores CMOS são mais rápidos do que seus equivalentes construídos com base no conceito de CCDs durante a leitura de imagens. Além disso, ao ler dados de pixel, eles requerem apenas energia elétrica, portanto, seu consumo de energia é relativamente baixo em comparação com o consumido por outros tipos de sensores, como aqueles baseados no conceito do CCD, que requer corrente contínua para manter as transferências de carga mantidas, consumindo muito mais energia.

2. Resolução e ruído

Problemas de ruído, bem como distorções em altas resoluções, tendem a ser causados por amplificadores separados conectados a cada pixel, acompanhados por ruídos associados encontrados em um determinado sensor CMOS, principalmente durante esses tempos de estágios de fabricação de imagens de alta resolução por processos semicondutores dentro dele. No entanto, os sensores CMOS modernos de ponta permitiram alcançar resolução e qualidade de imagem que estão no mesmo nível dos CCDs. Por outro lado, o método de transferência de carga resulta em CCDs com uma resolução mais alta e menos ruído em comparação com os equivalentes CMOS.

3. Faixa dinâmica e estouro de realce

Os sensores CMOS geralmente tendem a superexpor os realces ou perder detalhes nas sombras, tornando-os menos apropriados para capturar cenas de alto contraste. Por outro lado, os CCDs causaram um obturador global, levando a uma faixa dinâmica mais alta e ao método de transferência de carga, portanto, melhor adaptação de vários níveis de brilho dentro de uma cena.

Cenários de aplicação

1. Tecnologia de visão noturna CCD

A tecnologia de visão noturna CCD é usada principalmente em áreas que exigem altas resoluções, baixos níveis de ruído e amplas faixas dinâmicas, como vigilância militar, vigilância de segurança. Além disso, a saída de sinal estável com qualidade de imagem superior o tornou o mais preferido por muitos desses setores.

2. Tecnologia de visão noturna CMOS

Por outro lado, a tecnologia de visão noturna CMOS é frequentemente necessária onde há necessidade de velocidades de leitura rápidas, bem como baixo consumo de energia, flexibilidade, entre outros, como telefones com câmera, por exemplo, drones, fotografia aérea. É a escolha perfeita devido à sua capacidade de leitura rápida e natureza de baixo consumo de energia presente no sensor CMOS.

Resumo

CCD e CMOS são duas das tecnologias de sensores mais populares, com vantagens e desvantagens durante as aplicações de visão noturna. O CCD se destaca em algumas áreas devido à sua saída de sinal estável, qualidade de imagem excepcional e ampla faixa dinâmica; enquanto o CMOS se aplica a mais áreas devido ao seu desempenho de alta velocidade, menor consumo de energia e adaptabilidade. Essas duas tecnologias ainda terão um lugar no futuro da visão noturna, à medida que os avanços tecnológicos continuam chegando.