La differenza tra sensore CCD e CMOS

Il sensore è il componente centrale della fotocamera. Ha funzioni come la conversione fotoelettrica, la memorizzazione delle informazioni, il ritardo e la trasmissione sequenziale dei segnali elettrici.Ha un'alta integrazione e un basso consumo energeticoLa tecnologia è stata sviluppata rapidamente e costituisce un dispositivo fondamentale indispensabile per l'acquisizione di immagini e l'elaborazione digitale.ci sono due tipi di chip fotosensibili comunemente utilizzati nelle fotocamere sul mercato: CCD e CMOS.

1. CCD (dispositivo accoppiato a carica)

   Attualmente, ci sono tre strutture di telecamere CCD comunemente utilizzate: trasferimento full frame, trasferimento frame e trasferimento lineare.

   1. Trasferimento interlineare

      Tra le tre strutture, il trasferimento di fila è quello più comunemente utilizzato e la maggior parte dei prodotti di fascia media e bassa utilizza questo metodo.

   2. Trasferimento a fotogramma completo (Full frame)

      La struttura di trasferimento del fotogramma completo è la più semplice, l'area fotosensibile e l'area di stoccaggio sono insieme e si può ottenere un fattore di riempimento del 100%.Lo svantaggio è che per evitare perdite di luce nell'immagine, la luce esterna deve essere impedita durante la lettura.o rendendo il tempo di esposizione molto più lungo del tempo di lettura per ridurre al minimo la perdita di luce.

   3. Trasferimento di fotogrammi

      La struttura di trasmissione del fotogramma è che l'area fotosensibile e l'area di stoccaggio sono completamente separate e di uguale dimensione.La carica del segnale esposto viene trasferita nell'area di stoccaggio ad una velocità molto rapida (di solito inferiore all'1% del periodo di fotogramma) e quindi uscita linea per lineaÈ ovvio che il sensore di trasferimento di fotogrammi raggiunge il fattore di riempimento del 100% e durante il processo di lettura, il prossimo fotogramma viene esposto.Lo svantaggio è che la dimensione del chip è grande e il costo è elevato.

2. Sensore CMOS (complementary metal oxide semiconductor)

   I principi della parte fotosensibile dei sensori CMOS e dei sensori CCD sono gli stessi.c' è anche un amplificatore e una parte del circuito di letturaL'intero sensore CMOS integra anche un circuito di indirizzamento, amplificatore e A/D.

1. Il primo punto è la differenza nella capacità totale del pozzo:Poiché ogni pixel del sensore CMOS include un diodo fotosensibile, un amplificatore e un circuito di lettura, e l'intero sensore include anche un circuito di indirizzamento e A/D,la superficie fotosensibile di ogni pixel è molto più piccola della superficie del pixel stessoPertanto, con la stessa dimensione dei pixel, la capacità di carico del sensore CMOS è inferiore a quella del sensore CCD.
2. Il secondo punto è la differenza di costo:Poiché i sensori CMOS utilizzano il processo CMOS più comunemente utilizzato nei circuiti semiconduttori generali, i circuiti periferici (come AGC, CDS, timing o DSP, ecc.)) può essere facilmente integrato nel chip sensore, risparmiando così il costo dei chip periferici.
3. Il terzo punto è che il sensore CMOS può essere indirizzato in modo casuale,rendendo molto conveniente leggere solo la parte interessante della coda e migliorare il frame rate.
4. Il quarto punto è la differenza di rumore:Poiché ogni fotodiodo del sensore CMOS è dotato di un amplificatore, e l'amplificatore è un circuito analogo, è difficile rendere coerenti i risultati ottenuti da ciascun amplificatore.rispetto a un sensore CCD con un solo amplificatore all'estremità di uscita del registro orizzontale, il rumore del sensore CMOS aumenterà molto, influenzando la qualità dell'immagine.
5. Il quinto punto riguarda la differenza di consumo di energia:il consumo energetico dei sensori CMOS è inferiore a quello dei sensori CCD.

In sintesi, il vantaggio del CCD è che la qualità dell'immagine è migliore di quella del CMOS, ma anche gli svantaggi sono evidenti.e ci sono pochissimi produttori che possano padroneggiare la sua tecnologia., quindi il prezzo non è destinato ad essere economico, soprattutto per alcuni componenti CCD di grandi dimensioni, il prezzo è ancora più inaccettabile.le telecamere di fascia alta utilizzano generalmente le immagini CCD per dimostrare l'identità e lo stato. Il più grande vantaggio di imager CMOS è che risparmia energia. con la stessa batteria e la stessa configurazione, CMOS può essere utilizzato 1-2 ore più a lungo di CCD,perché consuma energia solo quando il circuito è collegatoE' la cosiddetta "tigre elettrica". Basandoci su questo, possiamo massimizzare i nostri punti di forza ed evitare i punti deboli.e scegliere ragionevolmente telecamere CCD o CMOS per applicazioni diverse.