تفاوت سنسور نوع ccd و cmos در چیست؟

[mohammad 87 سبز 2382]

این روزها از انواع سنسورها یا حسگرهای CMOS‌ و CCD در دوربین‌های دیجیتال استفاده می‌شود. اصطلاح CCD‌ سرنام عبارت Charge Coupled Device و اصطلاح CMOS سرنام عبارت Complementary Metal Oxide Semiconductor است. با اینکه این دو فناوری از نظر ماهیت تفاوت چندانی ندارند، اما در نحوه استفاده از نور دریافت شده و انتقال آن به صورت سیگنال‌های الکتریکی متفاوتند. حسگرهای نوری از هزاران ردیف المان نیمه‌هادی بسیار کوچک و حساس به نور تشکیل شده‌اند که می‌توانند ذرات یا فوتون‌های نور را به بار الکتریکی تبدیل کنند. هرچه شدت نور تابیده‌ شده بر این عناصر الکترونیکی ریز، بیشتر باشد، میزان الکتریسته تولید شده توسط آنها نیز بیشتر می‌شود. در حسگر‌های CCD بار الکتریکی تولید شده در هر سلول باید به صورت تک به تک و ردیف به ردیف خوانده شود و قبل از آنکه حسگر بتواند آماده‌ عکسبرداری بعدی شود باید تمام اطلاعات مربوط به عکس قبلی یعنی الکتریسیته حاصل از تابش نور تصویر قبلی از روی آن پاک شود. در حسگرهای CMOS، هر عنصر حساس به نور می‌تواند جداگانه خوانده شود زیرا دارای یک مختصات X و Y منحصر به فرد است که قابل آدرس‌دهی و خوانده شدن است. هر پیکسل در حسگرهای CMOS دارای چند ترانزیستور و المان نیمه‌هادی مرتبط است که در کنار آن‌ها قرار می‌گیرد بنابراین برخی از فوتون‌های نور به جای این‌که با سطح سلول‌های نورسنج برخورد کنند با این نیمه‌هادی‌ها برخورد کرده و به هدر می‌روند. بنابراین تجربه نشان داده است که حسگرهای CCD به دلیل سادگی ساختمان و عدم استفاده از المان‌های نیمه‌هادی اضافی، سیگنال شفاف‌تری تولید می‌کنند و به همین دلیل تصاویر ثبت‌شده توسط آنها شفاف‌تر است و کیفیت بیشتری دارد. در عوض حسگرهای CMOS به دلیل قابلیت آدرس دهی دقیق هر پیکسل دارای کاربردهای چند منظوره هستند و علاوه بر ثبت تصویر می‌توان از آنها برای نورسنجی، فوکوس اتوماتیک و کارهای دیگر مورد نیاز در حین عکاسی استفاده کرد. بنابراین حسگرهای CMOS‌ باهوش‌ترند و می‌توانند خیلی از عملیات پردازش تصویر را به جای واگذارکردن به پردازنده دوربین دیجیتال خودشان انجام دهند. ضمن اینکه مصرف برق این حسگرها ده‌ها برابر کمتر از حسگرهای CCD است.

نتیجه اینکه دوربین‌های ساخته شده با حسگرهای CMOS‌ سریع‌تر و مقرون به صرفه‌ترند و به دلیل خودکفا بودن حسگر برای برخی از عملیات پردازش تصویر نیاز کمتری به استفاده از قطعات الکترونیکی اضافی دارند و هزینه تمام شده دوربین و میانگین مصرف باتری آن کاهش می‌یابد. در مجموع بنا به دلایل ذکر شده، فعلا با فناوری موجود دوربین‌های دیجیتال حرفه‌ای از سنسورهای CCD‌ استفاده می‌کنند. اما در دوربین‌های دیجیتالی ارزان قیمت از سنسورهای CMOS‌ بهره گرفته می‌شود. اگر در آینده فناوری به‌کار رفته در سنسورهای CMOS اصلاح شود، احتمالا با یک افت شدید در قیمت دوربین‌های دیجیتال حرفه‌ای و پیشرفت قابل ملاحظه در این وسایل روبرو خواهیم شد.