Η διαφορά μεταξύ αισθητήρα CCD και CMOS

Ο αισθητήρας είναι το βασικό συστατικό της κάμερας. Έχει λειτουργίες όπως η φωτοηλεκτρική μετατροπή, η αποθήκευση πληροφοριών, η καθυστέρηση και η διαδοχική μετάδοση ηλεκτρικών σημάτων.Έχει υψηλή ολοκλήρωση και χαμηλή κατανάλωση ενέργειαςΕίναι μια απαραίτητη βασική συσκευή για την απόκτηση εικόνας και την ψηφιακή επεξεργασία.Υπάρχουν δύο τύποι φωτοευαίσθητων τσιπ που χρησιμοποιούνται συνήθως στις κάμερες στην αγορά.Παρακάτω, ο συντάκτης του TEO Dior Technology θα σας παρουσιάσει τις διαφορές μεταξύ των δύο.

1. CCD (Διαχείριση συνδεδεμένης φόρτισης)

Επί του παρόντος, υπάρχουν τρεις δομές κοινώς χρησιμοποιούμενων φωτογραφικών μηχανών CCD: μεταφορά πλήρους εικόνας, μεταφορά εικόνας και μεταφορά γραμμής.

1. Μεταφορά μεταξύ γραμμών

Μεταξύ των τριών δομών, η μεταφορά σειράς είναι η πιο συχνά χρησιμοποιούμενη, και τα περισσότερα προϊόντα μεσαίου και χαμηλού επιπέδου χρησιμοποιούν αυτή τη μέθοδο.

2. Μεταφορά πλήρους καρέ (Full frame)

Η δομή μεταφοράς πλήρους πλαισίου είναι η απλούστερη, η φωτοευαίσθητη περιοχή και η περιοχή αποθήκευσης είναι μαζί και μπορεί να ληφθεί συντελεστής πλήρωσης 100%.Το μειονέκτημα είναι ότι για να αποφευχθεί η διαρροή φωτός εικόναςΚατά την ανάγνωση πρέπει να αποφεύγεται η είσοδος εξωτερικού φωτός.ή κάνοντας το χρόνο έκθεσης πολύ μεγαλύτερο από το χρόνο ανάγνωσης για να ελαχιστοποιήσει τη διαρροή φωτός.

3. Μεταφορά καρέ

Η δομή μετάδοσης του πλαισίου είναι ότι η φωτοευαίσθητη περιοχή και η περιοχή αποθήκευσης είναι εντελώς χωρισμένες και ίσου μεγέθους.Το εκτεθειμένο φορτίο σήματος μεταφέρεται στην περιοχή αποθήκευσης με πολύ γρήγορη ταχύτητα (συνήθως λιγότερο από το 1% της περιόδου καρέ) και στη συνέχεια εξάγεται γραμμή με γραμμή. Είναι προφανές ότι ο αισθητήρας μεταφοράς πλαισίου επιτυγχάνει συντελεστή πλήρωσης 100% και κατά τη διάρκεια της ανάγνωσης το επόμενο πλαίσιο εκτίθεται. Το μειονέκτημα είναι ότι το μέγεθος του τσιπ είναι μεγάλο και το κόστος είναι υψηλό.

2. CMOS (συμπληρωματικό μεταλλικό οξείδιο ημιαγωγός) αισθητήρας

Οι αρχές του φωτοευαίσθητου μέρους των αισθητήρων CMOS και των αισθητήρων CCD είναι οι ίδιες.Υπάρχει επίσης ένας ενισχυτής και το τμήμα του κυκλώματος ανάγνωσηςΟλόκληρος ο αισθητήρας CMOS ενσωματώνει επίσης ένα κύκλωμα διεύθυνσης, ενισχυτή και A/D.

Σύγκριση των βασικών επιδόσεων του CCD και του CMOS

Το πρώτο σημείο είναι η διαφορά στην πλήρη χωρητικότητα του πηγάδι: δεδομένου ότι κάθε pixel του αισθητήρα CMOS περιλαμβάνει μια φωτοευαίσθητη διόδη, ενισχυτή και κύκλωμα ανάγνωσης,και ολόκληρος ο αισθητήρας περιλαμβάνει επίσης ένα κύκλωμα διεύθυνσης και A / D, η φωτοευαίσθητη περιοχή κάθε pixel είναι πολύ μικρότερη από την επιφάνεια του pixel.η πλήρης χωρητικότητα του αισθητήρα CMOS είναι μικρότερη από εκείνη του αισθητήρα CCD.

Το δεύτερο σημείο είναι η διαφορά κόστους: Δεδομένου ότι οι αισθητήρες CMOS χρησιμοποιούν τη διαδικασία CMOS, η οποία χρησιμοποιείται συχνότερα σε γενικά κυκλώματα ημιαγωγών, περιφερειακά κυκλώματα (όπως AGC, CDS, χρονολόγηση,ή DSP, κλπ.) μπορούν εύκολα να ενσωματωθούν στο τσιπ αισθητήρα, εξοικονομώντας έτσι το κόστος των περιφερειακών τσιπ.

Το τρίτο σημείο είναι ότι ο αισθητήρας CMOS μπορεί να απευθύνεται τυχαία και μπορεί εύκολα να διαβάσει μόνο το ενδιαφέρον μέρος της ουράς για να αυξήσει το ποσοστό καρέ.

Το τέταρτο σημείο είναι η διαφορά θορύβου: δεδομένου ότι κάθε φωτοδιόδιο του αισθητήρα CMOS είναι εξοπλισμένο με ενισχυτή, και ο ενισχυτής είναι ένα αναλογικό κύκλωμα,είναι δύσκολο να γίνουν τα αποτελέσματα που λαμβάνονται από κάθε ενισχυτή συνεπήΩς εκ τούτου, σε σύγκριση με έναν αισθητήρα CCD με μόνο έναν ενισχυτή στο τέλος της εξόδου του οριζόντιου μητρώου, ο θόρυβος του αισθητήρα CMOS θα αυξηθεί πολύ, επηρεάζοντας την ποιότητα της εικόνας.

Το πέμπτο σημείο είναι η διαφορά στην κατανάλωση ενέργειας: η κατανάλωση ενέργειας των αισθητήρων CMOS είναι χαμηλότερη από εκείνη των αισθητήρων CCD.

Συνοπτικά, το πλεονέκτημα του CCD είναι ότι η ποιότητα εικόνας είναι καλύτερη από εκείνη του CMOS, αλλά τα μειονεκτήματα είναι επίσης προφανή.Και υπάρχουν πολύ λίγοι κατασκευαστές που μπορούν να κυριαρχήσουν στην τεχνολογία του., έτσι η τιμή δεν είναι προορισμένη να είναι φθηνή, ειδικά για ορισμένα μεγάλα εξαρτήματα CCD, η τιμή είναι ακόμη πιο απαράδεκτη.Οι κάμερες υψηλού επιπέδου χρησιμοποιούν γενικά εικόνες CCD για να αποδείξουν την ταυτότητα και την κατάστασηΤο μεγαλύτερο πλεονέκτημα του CMOS είναι ότι εξοικονομεί ενέργεια. Με την ίδια μπαταρία και την ίδια διαμόρφωση, το CMOS μπορεί να χρησιμοποιηθεί 1-2 ώρες περισσότερο από το CCD,επειδή καταναλώνει ενέργεια μόνο όταν το κύκλωμα είναι συνδεδεμένοΜε βάση αυτό, μπορούμε να μεγιστοποιήσουμε τα δυνατά μας σημεία και να αποφύγουμε τις αδυναμίες.και να επιλέξετε λογικά κάμερες CCD ή CMOS για διαφορετικές εφαρμογές.