در این مقاله به تعریف سنسورهای CCD ، CMOS و تفاوتها می پردازیم.

بررسی سنسور های CCD و CMOS و تفاوتها

::  27 ارديبهشت 1394  ::

 

 

:: ::

 


CCDمخفف “Charged Coupled Device”است. دردوربینهای دیجیتال و فیلم برداری به منظور ضبط تصاویر ثابت و متحرک، از سنسورهای CCD استفاده میشود.این سنسورها نورسیگنالهای آنالوگ را به داده ی دیجیتال ضبط شده توسط دوربین تبدیل می کنند.

کیفیت تصویر گرفته شده توسط CCD به رزولوشن سنسور بستگی دارد. در دوربینهای دیجیتال ،رزولوشن بر حسب مگاپیکسل محاسبه می شود ،بنابراین دوربین دیجیتال 8 مگاپیکسلی می تواند دوبرابر دوربین 4 مگا پیکسلی اطلاعات ضبط کرده و درنتیجه تصویر بزرگتربا جزئیات بیشتری را ارائه دهد.

در دوربینهای فیلم برداری، CCDها بر حسب سایزشان محاسبه می شوند.برای مثال اکثر کاربران دوربین دیجیتال از CCDهای 1/5 یا 1/6اینچی استفاده میکنند. دوربین های گران تر از CCDهای 1/3 اینچی و یا بزرگتر استفاده میکنند. هرچه سنسور بزرگتر باشد نور بیشتری دریافت کرده و تصویر بهتری در شرایط نوری کم ارائه میدهد.

دوربینهای دیجیتال حرفه ای، معمولا دارای سه سنسور بوده که هرکدام بطور جداگانه رنگهای سبز ،قرمز و آبی را دریافت کرده و به “3CCD” معروفند.



CMOS

در سال ۱۹۹۸ سنسور CMOS مخفف complementary metal-oxide semiconductor” ” ، به‌عنوان فناوری ثبت تصویر و جایگزینی برای CCDابداع گردید. فناوری مورد استفاده در ساخت CMOS همان است که در سراسر جهان برای ساخت میلیون‌ها ریزپردازنده و حافظه مورد استفاده قرار می‌گیرد.در این سنسور از ترانزیستور برای انتقال بار الکتریکی به چیپ استفاده می شود. از مزایای این سنسور توان مصرفی پایین، تبدیل آنالوگ به دیجیتال، پردازش سیگنال‌های بار شده، و white Balance می باشد. هم چنین می‌تواند تراکم نقاط و عمق بیتی تصویر را به راحتی بدون افزایش بیش از اندازه قیمت، بالا برده و به کاربران امکان تصویربرداری با رزولوشن 1080 پیکسل را ارائه می کند.



به دلیل داشتن این مزایا، بسیاری از تحلیل‌گران صنایع اعتقاد دارند که سرانجام تمام دوربین‌های معمولی و دیجیتال از سنسور CMOS استفاده خواهند نمود وCCD فقط در دوربین‌های حرفه‌ای و گران قیمت بکار خواهد رفت. درگذشته، در این فناوری مشکلاتی از قبیل نویز تصویر و عدم توانایی در گرفتن عکس از اجسام متحرک وجود داشت که امروزه با رفع این مشکلات، CMOS در حال رسیدن به برابری با CCD می‌باشد.



تفاوت سنسورهای تصویر CCD و CMOS در دوربین دیجیتال

دوربینهای دیجیتال به دلیل پایین آمدن قیمت بسیار رایج شده اند. یکی از دلایل افت قیمت این دوربین ها، استفاده از سنسورهای CMOS است که نسبت به سنسورهای CCD بسیار مقرون به صرفه هستند.

clip_image002

هر دو سنسوربا استفاده از تکنولوژی های مختلف نور تصاویر را به الکترون تبدیل میکنند.

CCD برای ایجاد قابلیت انتقال درست بارالکتریکی به چیپ ،از مراحل تولید خاصی استفاده کرده که باعث کیفیت بسیار بالای سنسورها از نظردرستی وحساسیت نور می شود.

این درحالیست که چیپ CMOS ،برای تولید از مراحل قدیمی تری استفاده کرده است. تفاوتهایی که در تولید آنها وجود دارد باعث تفاوتهای قابل توجهی بین این دو سنسور شده است.

تفاوتهای عمده بین این دو سنسورشامل موارد زیرمی باشد:

برخلاف سنسورهای CMOS که دارای نویز تصویری هستند، CCD ها تصاویر باکیفت بالا و نویز تصویر بسیار پایین ارائه میدهند.
سنسورهای CCD حساسیت نوری بالایی دارند،در مقابل CMOSها برای تصویر برداری با نویز پایین به نور بالایی نیازدارند.

اما این تفاوتها به معنی نامرغوب بودن سنسورهای CMOS نیست. CCD ها قدمت بیشتری داشته و از تکنولوژی پیشرفته تری برخوردارهستند. سنسورهای CMOS نیز به سرعت در حال پیشرفت بوده و به زودی از نظر رزولوشن و کیفیت با CCD برابری خواهند کرد و قیمت بسیار پایین تری خواهند داشت.

در حال حاضر علی رغم مزایای سنسور CCD، به دلیل پایین بودن هزینه و مصرف برق CMOSها، کاربران تمایل بیشتری به خرید آنها دارند.