تفاوت سنسور CCD و CMOS

سنسور جزء اصلی دوربین است. دارای عملکردهایی مانند تبدیل فوتوالکتریک، ذخیره سازی اطلاعات، تاخیر و انتقال متوالی سیگنال های الکتریکی است. دارای یکپارچگی بالا و مصرف انرژی کم است، بنابراین متعاقباً به سرعت توسعه یافته است. این یک وسیله کلیدی ضروری برای گرفتن تصویر و پردازش دیجیتال است. در حال حاضر، دو نوع تراشه حساس به نور که معمولاً در دوربین‌ها استفاده می‌شوند در بازار وجود دارد: CCD و CMOS. در زیر سردبیر TEO Dior Technology تفاوت های این دو را به شما معرفی می کند.

1. CCD (دستگاه جفت شارژ)

در حال حاضر، سه ساختار دوربین‌های CCD رایج وجود دارد: انتقال کامل فریم، انتقال فریم و انتقال خط.

1. انتقال بین خطوط

در بین این سه ساختار، انتقال ردیف رایج ترین مورد استفاده است و اکثر محصولات متوسط ​​و پایین از این روش استفاده می کنند.

2. انتقال فول فریم (فول فریم)

ساختار انتقال کامل فریم ساده ترین است، ناحیه حساس به نور و فضای ذخیره سازی با هم هستند و ضریب پر شدن 100٪ را می توان به دست آورد. عیب آن این است که برای جلوگیری از نشت نور تصویر، باید از ورود نور خارجی در حین بازخوانی جلوگیری شود. این را می توان با استفاده از شاتر مکانیکی، استفاده از بارق، یا طولانی تر کردن زمان نوردهی از زمان بازخوانی برای به حداقل رساندن نشت نور به دست آورد.

3. انتقال فریم

ساختار انتقال فریم به این صورت است که ناحیه حساس به نور و فضای ذخیره سازی کاملاً از هم جدا شده و از نظر اندازه برابر هستند. شارژ سیگنال در معرض با سرعت بسیار سریع (معمولاً کمتر از 1٪ از دوره فریم) به منطقه ذخیره سازی منتقل می شود و سپس خط به خط خروجی می شود. واضح است که سنسور انتقال فریم به ضریب پر شدن 100% می رسد و در حین بازخوانی فریم بعدی در معرض دید قرار می گیرد. عیب این است که اندازه تراشه بزرگ و هزینه آن بالا است.

2. سنسور CMOS (نیمه هادی اکسید فلز مکمل).

اصول بخش حساس به نور سنسورهای CMOS و سنسورهای CCD یکسان است. با این تفاوت که در هر واحد پیکسل، علاوه بر قسمت حساس به نور، یک قسمت تقویت کننده و مدار بازخوانی نیز وجود دارد. کل سنسور CMOS همچنین یک مدار آدرس دهی، تقویت کننده و A/D را یکپارچه می کند.

مقایسه عملکرد اصلی CCD و CMOS

اولین نکته تفاوت در ظرفیت کامل چاه است: از آنجایی که هر پیکسل سنسور CMOS شامل یک دیود حساس به نور، تقویت کننده و مدار بازخوانی است و کل سنسور نیز شامل یک مدار آدرس دهی و A/D است، ناحیه حساس به نور هر پیکسل بسیار کوچکتر از سطح خود پیکسل است. بنابراین، با همان اندازه پیکسل، ظرفیت کامل سنسور CMOS کمتر از سنسور CCD است.

نکته دوم تفاوت هزینه است: از آنجایی که سنسورهای CMOS از فرآیند CMOS استفاده می کنند که بیشترین استفاده را در مدارهای نیمه هادی عمومی دارد، مدارهای جانبی (مانند AGC، CDS، زمان بندی یا DSP و غیره) را می توان به راحتی در تراشه حسگر ادغام کرد و در نتیجه در هزینه تراشه های جانبی صرفه جویی کرد.

نکته سوم این است که سنسور CMOS می تواند به صورت تصادفی آدرس دهی شود و به راحتی فقط قسمت جالب صف را برای افزایش نرخ فریم بخواند.

نکته چهارم تفاوت نویز است: از آنجایی که هر فتودیود سنسور CMOS مجهز به تقویت کننده است و تقویت کننده یک مدار آنالوگ است، ایجاد یکنواختی نتایج به دست آمده توسط هر تقویت کننده دشوار است. بنابراین، در مقایسه با یک سنسور CCD با تنها یک تقویت کننده در انتهای خروجی ثبت افقی، نویز سنسور CMOS بسیار افزایش می یابد و بر کیفیت تصویر تأثیر می گذارد.

نکته پنجم تفاوت در مصرف برق است: مصرف برق سنسورهای CMOS کمتر از سنسورهای CCD است.

به طور خلاصه، مزیت CCD این است که کیفیت تصویر بهتر از CMOS است، اما معایب آن نیز آشکار است. فرآیند آن بسیار پیچیده است و تولیدکنندگان بسیار کمی هستند که بتوانند بر فناوری آن تسلط داشته باشند، بنابراین قیمت مقدر است که ارزان نباشد، به خصوص برای برخی از قطعات بزرگ CCD، قیمت حتی غیرقابل قبول تر است. بنابراین، در بازار دوربین فعلی، دوربین‌های سطح بالا معمولاً از تصویرگرهای CCD برای نشان دادن هویت و وضعیت استفاده می‌کنند. بزرگترین مزیت تصویرساز cmos این است که در مصرف انرژی صرفه جویی می کند. با همان باتری و تنظیمات یکسان، cmos را می توان 1-2 ساعت بیشتر از ccd استفاده کرد، زیرا فقط زمانی که مدار وصل است برق مصرف می کند، در حالی که ccd همیشه برق مصرف می کند. این به اصطلاح "ببر برقی" است. بر این اساس می‌توانیم نقاط قوت خود را به حداکثر برسانیم و از نقاط ضعف اجتناب کنیم و دوربین‌های CCD یا CMOS را به‌طور منطقی برای کاربردهای مختلف انتخاب کنیم.