تفاوت سنسور CCD و CMOS در دوربین های مدار بسته

تفاوت سنسور CCD و CMOS در دوربین های مدار بسته در چیست؟ حتما شما هم متوجه شدید که این روزها دوربین های مدار بسته مجهز بهCCD در حال جایگزین شدن با CMOS هستند. به خصوص پس از عرضه مدلهای HVR-V1U، PMW-EX1 و HVR-Z7U توسط کمپانی سونی می توان گفت این نوع دوربینها به سرعت در حال ورود به دنیای حرفه ای می باشند تا آنجا که میتوان انتظار تولید دوربین های مداربسته به کیفیت فوق العاده بالا را به وسیله سنسورهای CMOSE داشت.

هر دو نوع کارشان تبدیل نور به سیگنالهای الکتریکی است.در مدل CCD علاوه بر سنسور تصویر نیاز به مدارات مانند آمپیلی فایر . Digitizers مدار اصلاح است .به همین علت فضای اندازه این نوع دوربینها نمی تواند زیاد کوچک باشد .اما سنسور CMOS این طور نیست و می تواند تمامی این مدارات را در تراشه کوچک خود جا بدهد. مزیت این سنسور در مدار کوچکتر و مصرف برق پایینتر است.

 (CMOS (Complementary Metal–Oxide–Semiconductor به معنای اکسید فلز نیمه هادی و (CCD (Charge-Coupled Device به معنای دستگاه شارژ همراه تکنولوژی هایی هستند . سنسور CCD در اواخر دهه ۱۹۶۰ میلادی و CMOS در اوایل دهه ۱۹۷۰ اختراع شدند. سنسورهای CCD انتخاب اصلی برای تصویربرداران به دلیل تصاویر فوق العاده خود شدند. به این دلیل که در فن آوری موجود آن زمان تولید تراشه سنسورهای CCD بسیار ساده تر و ارزان تر از رقیب خود بود.

تا سال ۱۹۹۰ سنسورهای CMOS به دلیل گرانی تولید و فرایند تولید سخت به صرفه نبودند و در دسترس قرار نمی گرفتند اما بعد از آن سال به دلیل پیشرفت تکنولوژی بیشتر مورد استفاده قرار گرفت ولی هنوز به کیفیت تصویر بالا دست نیافته بود.هر دو دارای معایب و مزایایی نسبت به یکدیگر بوده اند حال آنکه در سالهای اخیر سنسور های CMOS تغییرات و پیشرفت های چشمگیر تری به CCD داشتند.

مقایسه “Global Shutter” و “Rolling Shutter” 

اولین تفاوت در مورد روش ثبت هر فریم تصویر است. درCCD از روشی استفاده می شود که به آن “Global Shutter” می گویند در حالی که در CMOS از روش “Rolling Shutter” استفاده می گردد. “Global Shutter” به معنی استفاده از تمام قاب تصویر می باشد. برای مثال یک اسلاید فیلم را تصور کنید که نور به طور کامل از تمام اسلای پد ها عبور میکند که کاملا شبیه اتفاقی است که در سنسور CCD می افتد و در دوربینهایی با تکنولوژی ۳CCD نور پس از عبور از یک منشور شکسته شده و سپس به سنسور می رسد. اما در “Rolling Shutter” نور از بالا به پایین به صورت خط به خط تابانده شده و تصویر ثبت می شود.

تفاوت دیگر زمانی مشخص می شود که دوربین در معرض نور شدید خورشید قرار دارد. CCD در پردازش تصویر بسیار موفق تر خواهد بود اما از طرفی امکان استفاده از ترفندهای دیجیتال و نرم افزاری در CMOS بیشتر است.  دیگر تفاوت سنسور CCD و CMOS در دوربین های مدار بسته در مورد سوژه های متحرک است که در CCD تصویر کمی تیره به نظر می رسد که این موضوع در پردازش توسط CMOS تا حدودی بر طرف می گردد.

از طرفی در سنسور های CMOS ممکن است گاهی کناره های تصویر به صورت مورب یا کشیده نمایش داده شود. هر دو نوع لنزهای CCD و CMOS اگر به درستی طراحی شده باشند می توانند تصاویری با کیفیت بالا بیافرینند. امروزه اختلاف بین سنسورهای CCD و CMOS بسیار کمتر شده است. تولید کنندگان CMOSتوانسته اند تراشه ای  با کیفیت تصویر بسیار زیاد بسازند در حالی که تولید CCD به تکنولوژی تولید سنسورهای کوچک و بامصرف برق کمتری رسیده اند.

در جمع بندی کلی CMOS ها دارای مدارات مجتمع پیشرفته تر ، اتلاف انرژی کمتر و اندازه های کوچکتر در مقابل کیفیت تصویری که ارائه می دهند ، می باشند . وهمچنین برای تولید انبوه دارای تکنولوژی مناسب تری هستند و درجاهائیکه کیفیت تصویر اهمیت چندانی ندارد کاربرد فراوان دارند از قبیل : دوربین های مدار بسته ، دور بین های ویدئو کنفرانس، اسکنرهای بارکد ، ماشین های فاکس و…

در مقابل CCDها  کیفیت تصویر بالاتری ارائه می دهند و برای کاربردهایی که احتیاج به کیفیت بالائی دارند همچنان بهترین انتخاب می باشد همانند عکاسی های دیجیتال ، دوربین های تلویزیونی ، تصاویر صنعتی با دقت بالا و استفاده های علمی و صنعتی دیگر.

پس در کل این دونوع سنسور دارای کاربرد متفاوتی می باشند و با توجه به اینکه قیمت های هر دو نوع سنسور در دوربین های تجاری چندان تفاوتی نمی کتد می بایست انتخابی متناسب با کاربرد نمود . با این حال صنعت سیستمهای حفاظتی و نظارتی امروزه تصمیم گرفته است که سلطه لنزهای CCD بر این صنعت را تغییر دهد زیرا CMOS های باکیفیت جایگزین خوبی برای CCD می باشند. اگر چه برخی از تولید کنندگان دوربین های امنیتی به دلایلی فکر می کنند اگر با CCDبمانند بهتر است!

تفاوت سنسور CCD و CMOS در دوربین های مدار بسته چیست؟

• دوربین های CMOS حساسیت به نور کمتری دارند
  لذا تصاویر دریافت شده از کیفیت پایینتری نسبت به تکنولوژی همرده در دوربین های CCD برخوردار است.
• دوربین های CMOS حساسیت بیشتری به نویز دارند.
• دوربین های CMOS در هنگام استفاده از سیستم “دید در شب” چون از راهکار “مادون قرمز” استفاده میشود
  که نور تک رنگ با قدرت کم در محیط وجود دارد، تصاویر مناسبی ارائه نمیدهند.
• دوربین های CMOS ارزانتر از دوربین های CCD میباشند
  این به دلیل عدم استفاده از یک بورد جداگانه برای عمل پردازش تصویر است
• دوربین های CMOS مصرف انرژی کمتری نسبت به دوربین های CCD دارند
  درصورتی که شما با باتری یا سیستم پشتیبان ( یو پی اس ) استفاده میکنید بکاربردن CMOS به صرفه تر است.
• قابلیت های دوربین های CMOS برای تشخیص چهره، حرکت و … پایین تر از دوربین های CCD می باشد.
• دوربین های CCD با سرعت بیشتری عمل Shuttering را انجام می دهند
  به این معنی که عمل تصویربرداری از اجسام متحرک بهتر و واضح تر انجام می شود.