Vad är skillnaden mellan CCD-sensor och CMOS-sensor mörkerseende

CCD (Charge Coupled Device) och CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) är två av de mest använda sensorteknikerna i världen av digital fotografering och videoinspelning. Som sådan, när de används i mörkerseendeenheter, blir deras unika egenskaper såväl som skillnader viktiga. Artikeln kommer därför att fördjupa sig i tillämpningen av CCD och CMOS inom mörkerseendeteknik tillsammans med dess huvudsakliga skillnader.

Tekniska principer

1. CCD (laddningskopplad enhet)

Kärnan i en CCD är teknik för lagring och överföring av laddning. På natten omvandlar CCD-sensorn ljus till elektriska laddningar via sitt ljuskänsliga element som sedan överförs med hjälp av en specifik laddningstransportmekanism till ett avläsningsregister som ligger i periferin. Med denna teknik kan CCD upprätthålla konsistensen i signalen genom hela bildavläsningen.

2. CMOS (komplementär metalloxidhalvledare)

CMOSSensorerArbeta enligt en helt annan princip. I det här fallet har varje CMOS-pixel en oberoende signalförstärkare som översätter optiska signaler direkt till elektriska signaler. Denna design möjliggör större flexibilitet och snabbare läsning av pixeldata med CMOS-sensorer.

Prestanda egenskaper

1. Läshastighet och strömförbrukning

Vanligtvis, på grund av avläsningsmetoden med progressiv skanning, är CMOS-sensorer snabbare än sina motsvarigheter konstruerade baserat på CCD-konceptet vid avläsning av bilder. Dessutom, när de läser pixeldata kräver de bara elektrisk energi, därför är deras strömförbrukning relativt låg jämfört med den som förbrukas av andra typer av sensorer, som de som är baserade på CCD:s koncept som kräver kontinuerlig ström för att hålla laddningsöverföringarna upprätthållna, vilket förbrukar mycket mer ström.

2. Upplösning och buller

Brusproblem, liksom distorsion vid höga upplösningar, tenderar att orsakas av separata förstärkare som är fästa vid varje pixel, åtföljda av associerade brus som finns i en given CMOS-sensor, mestadels under dessa tider av högupplösta bildtillverkningsstadier av halvledarprocesser inom den. Men avancerade moderna CMOS-sensorer har gjort det möjligt för sig själva att uppnå upplösning och bildkvalitet som är i nivå med CCD:er. Omvänt resulterar laddningsöverföringsmetoden i att CCD:er har en högre upplösning samt mindre brus jämfört med CMOS-motsvarigheterna.

3. Dynamiskt omfång och överflöde av högdagrar

CMOS-sensorer tenderar vanligtvis att överexponera högdagrar eller förlora detaljer i skuggor, vilket gör dem mindre lämpliga för att fånga scener med hög kontrast. Å andra sidan orsakade CCD:er en global slutare som ledde till högre dynamiskt omfång och laddningsöverföringsmetod och därmed bättre anpassning av varierande ljusstyrkanivåer inom en scen.

Scenarier för applikationer

1. CCD-teknik för mörkerseende

CCD-teknik för mörkerseende används mest i områden som kräver höga upplösningar, låga ljudnivåer och breda dynamiska omfång som militär övervakning, säkerhetsövervakning. Dessutom har stabil signalutgång med överlägsen bildkvalitet gjort den mest föredragen av många av dessa sektorer.

2. CMOS teknik för mörkerseende

Å andra sidan krävs ofta CMOS-teknik för mörkerseende där det finns behov av snabba läshastigheter samt flexibilitet med låg strömförbrukning, bland annat som kameratelefoner till exempel drönare, flygfotografering. Det är det perfekta valet på grund av dess snabba avläsningsförmåga och lågeffektskaraktär som finns i CMOS-sensorn.

Sammanfattning

CCD och CMOS är två av de mest populära sensorteknikerna, med för- och nackdelar under mörkerseendeapplikationer. CCD utmärker sig på vissa områden på grund av sin stadiga signalutgång, exceptionella bildkvalitet och ett brett dynamiskt omfång; medan CMOS gäller för fler områden på grund av dess höga hastighet, mindre strömförbrukning och anpassningsförmåga. Dessa två tekniker kommer fortfarande att ha en plats i framtiden för mörkerseende eftersom tekniska framsteg fortsätter att strömma in.