อะไรคือความแตกต่างระหว่างเซ็นเซอร์ CCD และเซ็นเซอร์ CMOS การมองเห็นตอนกลางคืน

CCD (Charge Coupled Device) และ CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) เป็นเทคโนโลยีเซ็นเซอร์ที่ใช้กันมากที่สุดสองเทคโนโลยีในโลกของการถ่ายภาพดิจิทัลและการจับภาพวิดีโอ ด้วยเหตุนี้เมื่อใช้ในอุปกรณ์การมองเห็นตอนกลางคืนคุณสมบัติที่เป็นเอกลักษณ์และความแตกต่างจึงมีความสําคัญ บทความนี้จะเจาะลึกการประยุกต์ใช้ CCD และ CMOS ในเทคโนโลยีการมองเห็นตอนกลางคืนพร้อมกับความแตกต่างที่สําคัญ

หลักการทางเทคนิค

1. CCD (อุปกรณ์จับคู่ประจุ)

องค์ประกอบหลักที่เกี่ยวข้องกับ CCD คือเทคโนโลยีการจัดเก็บและถ่ายโอนประจุ ในเวลากลางคืนเซ็นเซอร์ CCD จะเปลี่ยนแสงให้เป็นประจุไฟฟ้าผ่านองค์ประกอบไวแสง จากนั้นจะถูกถ่ายโอนโดยใช้กลไกการขนส่งประจุเฉพาะไปยังทะเบียนการอ่านค่าที่อยู่รอบนอก ด้วยเทคนิคนี้ CCD สามารถรักษาความสม่ําเสมอของสัญญาณตลอดการอ่านภาพ

2. CMOS (เซมิคอนดักเตอร์โลหะออกไซด์เสริม)

ซีเอ็มเอสเซน เซอร์ทํางานตามหลักการที่แตกต่างกันอย่างสิ้นเชิง ในกรณีนี้ พิกเซล CMOS ทุกพิกเซลมีเครื่องขยายสัญญาณอิสระซึ่งแปลสัญญาณออปติคัลเป็นสัญญาณไฟฟ้าโดยตรง การออกแบบนี้ช่วยให้มีความยืดหยุ่นมากขึ้นและการอ่านข้อมูลพิกเซลได้เร็วขึ้นด้วยเซ็นเซอร์ CMOS

ลักษณะการทํางาน

1. ความเร็วในการอ่านและการใช้พลังงาน

โดยปกติ เนื่องจากวิธีการอ่านข้อมูลการสแกนแบบโปรเกรสซีฟ เซ็นเซอร์ CMOS จึงเร็วกว่าเซ็นเซอร์ที่สร้างขึ้นตามแนวคิด CCD ในขณะที่อ่านภาพ นอกจากนี้เมื่ออ่านข้อมูลพิกเซลพวกเขาต้องการพลังงานไฟฟ้าเท่านั้นดังนั้นการใช้พลังงานจึงค่อนข้างต่ําเมื่อเทียบกับที่ใช้โดยเซ็นเซอร์ประเภทอื่น ๆ เช่นที่ใช้ตามแนวคิดของ CCD ที่ต้องการกระแสไฟต่อเนื่องเพื่อให้การถ่ายโอนประจุคงอยู่ซึ่งจะใช้พลังงานมากขึ้น

2. ความละเอียดและเสียงรบกวน

ปัญหาเสียงรบกวนและการบิดเบือนที่ความละเอียดสูงมักจะเกิดจากแอมพลิฟายเออร์แยกต่างหากที่ติดอยู่กับแต่ละพิกเซลพร้อมกับสัญญาณรบกวนที่เกี่ยวข้องที่พบในเซ็นเซอร์ CMOS ที่กําหนด ส่วนใหญ่ในช่วงเวลาของขั้นตอนการผลิตภาพความละเอียดสูงโดยกระบวนการเซมิคอนดักเตอร์ภายใน อย่างไรก็ตาม เซ็นเซอร์ CMOS ยุคสมัยใหม่ระดับไฮเอนด์ทําให้ตัวเองได้ความละเอียดและคุณภาพของภาพที่เทียบเท่ากับ CCD ในทางกลับกัน วิธีการถ่ายโอนประจุส่งผลให้ CCD มีความละเอียดสูงกว่าและมีสัญญาณรบกวนน้อยกว่าเมื่อเทียบกับ CMOS

3. ช่วงไดนามิกและไฮไลท์ล้น

เซ็นเซอร์ CMOS มักจะเปิดรับแสงไฮไลท์มากเกินไปหรือสูญเสียรายละเอียดในเงามืด จึงทําให้ไม่เหมาะสมสําหรับการถ่ายภาพฉากที่มีคอนทราสต์สูง ในทางกลับกัน CCD ทําให้เกิดชัตเตอร์ทั่วโลกซึ่งนําไปสู่ช่วงไดนามิกที่สูงขึ้นและวิธีการถ่ายโอนประจุ ดังนั้นจึงปรับระดับความสว่างที่แตกต่างกันภายในฉากได้ดีขึ้น

สถานการณ์การใช้งาน

1. เทคโนโลยีการมองเห็นตอนกลางคืน CCD

เทคโนโลยีการมองเห็นตอนกลางคืน CCD ส่วนใหญ่จะใช้ในพื้นที่ที่ต้องการความละเอียดสูงระดับเสียงต่ําและช่วงไดนามิกกว้างเช่นการเฝ้าระวังทางทหารการเฝ้าระวังความปลอดภัย ยิ่งไปกว่านั้น เอาต์พุตสัญญาณที่เสถียรพร้อมคุณภาพของภาพที่เหนือกว่าทําให้เป็นที่ต้องการของหลายภาคส่วนเหล่านี้มากที่สุด

2. เทคโนโลยีการมองเห็นตอนกลางคืน CMOS

ในทางกลับกัน เทคโนโลยีการมองเห็นตอนกลางคืนของ CMOS มักจําเป็นในกรณีที่ต้องการความเร็วในการอ่านที่รวดเร็ว รวมถึงความยืดหยุ่นในการสิ้นเปลืองพลังงานต่ํา เช่น กล้องโทรศัพท์ เช่น โดรน การถ่ายภาพทางอากาศ เป็นตัวเลือกที่สมบูรณ์แบบเนื่องจากความสามารถในการอ่านข้อมูลที่รวดเร็วและลักษณะการใช้พลังงานต่ําที่มีอยู่ในเซ็นเซอร์ CMOS

สรุป

CCD และ CMOS เป็นเทคโนโลยีเซ็นเซอร์ที่ได้รับความนิยมมากที่สุดสองเทคโนโลยี โดยมีข้อดีและข้อเสียระหว่างการใช้งานการมองเห็นตอนกลางคืน CCD เป็นเลิศในบางพื้นที่เนื่องจากเอาต์พุตสัญญาณที่เสถียรคุณภาพของภาพที่ยอดเยี่ยมและช่วงไดนามิกที่กว้าง ในขณะที่ CMOS ใช้กับพื้นที่มากขึ้นเนื่องจากประสิทธิภาพความเร็วสูงการใช้พลังงานน้อยลงและความสามารถในการปรับตัว เทคโนโลยีทั้งสองนี้จะยังคงมีที่ยืนในอนาคตของการมองเห็นตอนกลางคืนเนื่องจากความก้าวหน้าทางเทคโนโลยียังคงหลั่งไหลเข้ามา