Care este diferența dintre senzorul CCD și senzorul CMOS de vedere pe timp de noapte

CCD (Charge Coupled Device) și CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) sunt două dintre cele mai frecvent utilizate tehnologii de senzori în lumea fotografiei digitale și a capturii video. Ca atare, atunci când sunt utilizate în dispozitivele de vedere nocturnă, caracteristicile lor unice, precum și diferențele devin importante. Prin urmare, articolul va aprofunda aplicarea CCD și CMOS în tehnologia de vedere pe timp de noapte, împreună cu principalele sale diferențe.

Principii tehnice

1. CCD (dispozitiv cuplat cu sarcină)

Elementul de bază implicat într-un CCD este tehnologia de stocare și transfer a încărcăturii. Noaptea, senzorul CCD transformă lumina în sarcini electrice prin intermediul elementului său fotosensibil, care sunt apoi transferate folosind un mecanism specific de transport al sarcinii către un registru de citire situat la periferie. Cu această tehnică, CCD poate menține consistența semnalului pe tot parcursul citirii imaginii.

2. CMOS (semiconductor complementar cu oxid de metal)

CMOSSenzoriLucrați după un principiu complet diferit. În acest caz, fiecare pixel CMOS are un amplificator de semnal independent care traduce semnalele optice direct în semnale electrice. Acest design permite o mai mare flexibilitate și o citire mai rapidă a datelor pixelilor cu senzori CMOS.

Caracteristici de performanță

1. Viteza de citire și consumul de energie

De obicei, datorită metodei de citire progresivă a scanării, senzorii CMOS sunt mai rapizi decât omologii lor construiți pe baza conceptului CCD în timpul citirii imaginilor. În plus, atunci când citesc datele pixelilor, acestea necesită doar energie electrică, prin urmare, consumul lor de energie este relativ scăzut în comparație cu cel consumat de alte tipuri de senzori, cum ar fi cei bazați pe conceptul CCD, care necesită curent continuu pentru a menține transferurile de sarcină menținute, consumând astfel mult mai multă energie.

2. Rezoluție și zgomot

Problemele de zgomot, precum și distorsiunile la rezoluții mari tind să fie cauzate de amplificatoare separate atașate la fiecare pixel, însoțite de zgomote asociate găsite într-un anumit senzor CMOS, mai ales în aceste perioade de fabricare a imaginii de înaltă rezoluție de către procesele semiconductoare din interiorul acestuia. Cu toate acestea, senzorii CMOS de ultimă generație și-au permis să obțină o rezoluție și o calitate a imaginii care sunt la egalitate cu CCD-urile.

3. Interval dinamic și depășire a evidențierii

Senzorii CMOS tind de obicei să supraexpună luminile sau să piardă detalii în umbre, făcându-i astfel mai puțin potriviți pentru capturarea scenelor cu contrast ridicat. Pe de altă parte, CCD-urile au provocat un obturator global, ceea ce a dus la o gamă dinamică mai mare și la o metodă de transfer de sarcină, prin urmare, o mai bună adaptare a diferitelor niveluri de luminozitate dintr-o scenă.

Scenarii de aplicare

1. Tehnologie de vedere pe timp de noapte CCD

Tehnologia de viziune nocturnă CCD este utilizată mai ales în zonele care necesită rezoluții ridicate, niveluri scăzute de zgomot și intervale dinamice largi, cum ar fi supravegherea militară, supravegherea de securitate. Mai mult, ieșirea stabilă a semnalului cu o calitate superioară a imaginii l-a făcut cel mai preferat de multe dintre aceste sectoare.

2. Tehnologie de vedere pe timp de noapte CMOS

Pe de altă parte, tehnologia de viziune nocturnă CMOS este adesea necesară acolo unde este nevoie de viteze de citire rapide, precum și de flexibilitate cu consum redus de energie, printre altele, cum ar fi telefoanele cu cameră, de exemplu, dronele, fotografia aeriană. Este alegerea perfectă datorită capacității sale de citire rapidă și naturii de consum redus prezentă în senzorul CMOS.

Rezumat

CCD și CMOS sunt două dintre cele mai populare tehnologii de senzori, cu avantaje și dezavantaje în aplicațiile de vedere pe timp de noapte. CCD excelează în unele domenii datorită semnalului său constant, a calității excepționale a imaginii și a unei game dinamice largi; în timp ce CMOS se aplică în mai multe zone datorită performanței sale de mare viteză, consumului mai mic de energie și adaptabilității. Aceste două tehnologii vor avea în continuare un loc în viitorul viziunii pe timp de noapte, pe măsură ce progresele tehnologice continuă să curgă.