اینجا را پلاس 1 کنید!

 

CCD یا CMOS ؟ – حسگر تصویر در دوربین دیجیتال

دوشنبه, آوریل 26, 2010 0:52
ارسال شده در قسمت : مطالب علمی

امروزه، استفاده از دوربین های عکاسی دیجیتال کاملاً معمول شده است و اغلب افراد در طول زندگی خود حدأقل یکبار با این سوال روبرو می شوند که “چه دوربینی بخرم؟”

جواب این سوأل آسان نیست! نیاز به مطالعه و بررسی جزئیات فنی دوربین های موجود و همچنین مقایسه عملکرد آن ها دارد. بنابراین یکی از مهم ترین گام های موجود در انتخاب یک دوربین، بررسی دقیق جزئیات فنی آن است. در صورتی که جزئیات فنی یک دوربین دیجیتال را بررسی کرده باشید، حتماً با چنین عبارتی مواجه شده اید : “این دوربین از CCD استفاده می کند” و یا “این دوربین از CMOS استفاده می کند”. با توجه به اینکه حسگر تصویر یکی از مهمترین قسمت های یک دوربین دیجیتال است و اینکه استفاده از یکی از این دو نوع تکنولوژی در دوربین های کنونی معمول بوده و گاه انتخاب ما دچار تردید می شود، در این نوشته به توصیف، مقایسه و بررسی مزایا و معایب این دو تکنولوژی پرداخته ام.

این دو ابزار، ذاتاً یک هدف را دنبال می کنند و آن هدف تبدیل تصویر اپتیکی به سیگنال های الکتریکی است که در نهایت تصویر دیجیتال را ایجاد می کند. در یک دوربین دیجیتال، لنز و یا سیستم لنزها، نور وارد شده را پس از عبور از فیلتر، در محل حسگر تصویر همگرا می کنند و تصویر ایجاد شده به پردازشگر تصویر منتقل می شود. پردازشگر تصویر یک نسخه دیجیتال از تصویر می سازد و آن را به تراشه ی فشرده سازی ارسال می کند تا به فرمت مورد نظر (TIFF، JPG و …) تبدیل شود. پردازنده ی اصلی (CPU)، تصحیحات لازم را بر روی تصویر انجام می دهد و آن را بر روی حافظه ذخیره می کند. DRAM به منظور انجام اعمال پردازش تصویر توسط CPU به کار گرفته می شود. در نهایت عنصری برای آماده سازیِ نهایی به منظور مشاهده ی تصویر تعبیه شده است.

CCD و یا CMOS در واقع دو گونه ی متفاوتِ حسگر تصویر(Image Sensor) می باشند و طبعاً نقش بسزایی را در عملکرد یک دوربین دیجیتال ایفا می کنند.

تکنولوژی CCD

ایده ی اصلیِ CCD این است که با برخورد نور به آن از خود اثر فتوالکتریک نشان می دهد. بار الکتریکی ای که توسط ماتریس بزرگی از خازن ها جمع آوری می شود به یک تقویت کننده ی بار الکتریکی ارسال می شود. تقویت کننده، بار مورد نظر را به ولتاژ تبدیل می کند. با تکرار این عمل، کل تصویر برای مرحله ی بعدی پردازش، ساخته می شود.

تکنولوژی CMOS

CMOS ها بر مبنای تکنولوژی ریزپردازنده ها ساخته می شوند. تراشه ی مذکور، در هر پیکسل شامل ترانزیستورهایی است که بار الکتریکی را تقویت می کنند و به صورت مجزا (برای هر پیکسل) به پردازنده ارسال می کنند.

مقایسه ی CCD و CMOS

مصرف انرژی

حسگر های CCD نسبت به حسگر های CMOS توان بیشتری مصرف می کنند. توان مصرفی یک حسگر CCD می تواند بیشتر از ۱۰ برابر توان مصرفی یک حسگر CMOS مشابه باشد.

نویز

در حسگر های CMOS امکان به وجود آمدن نویز بیشتر است.

حساسیت به نور کم

CCD ها در نور کم، از حساسیت بیشتری برخوردار می باشند. دلیل این مطلب، این است که در تراشه های CMOS ترانزیستورهایی وجود دارند که نسبت به نور دریافتی حساسیتی از خود نشان نمی دهند.

قیمت

حسگر های CMOS را به سادگی می توان در خط تولید یک تراشه ی سیلیکونی، تولید کرد. بنابراین CMOS ها نسبت به CCD ها از قیمت پایین تری برخوردارند. تولید CCD ها فرآیند هزینه بری دارد.

همسانی

این فاکتور بدین معنی است که هر یک از پیکسل ها می بایست در برابر نور یکسان، حساسیت یکسانی از خود نشان دهند. در CMOS، هر یک از پیکسل ها خود به تنهایی عملیات تقویت بار را انجام می دهند و بنابراین همسانی در آن ها پایین تر است.

سرعت

اغلب توابع و نیاز های یک دوربین را می توان در یک تراشه ی CMOS تعبیه کرد. بنابراین CMOS به علت یکپارچگی مراحل، از سرعت بالاتری برخوردار است.

اغتشاش و حالت محوی در تصویر (Smear)

یکی از معایب حسگر های CCD این است که در صورتی که در معرض نور عمودی قرار گیرند، تصویر دچار اغتشاش می شود (در شکل زیر ببینید). CMOS ها در این زمینه عملکرد مناسبی دارند.

پس بالاخره کدام یک بهتر است ؟!

با توجه به تفاوت هایی که ذکر شد، در صورتی که به دنبال دوربینی با کیفیت تصویر و تمرکز تصویر مناسب تر و حساسیت بهتر می باشید، دوربینی که دارای حسگر CCD می باشد، انتخاب بهتری است. با این حال، در صورتی که به دنبال دوربینی هستید که ارزان تر باشد، عمر باطری بهتری داشته باشد و  حساسیت بالا و کیفیت تصویر اهمیت چندانی برای شما ندارد، دوربینی با حسگر CMOS گزینه ی مناسب تری می باشد. با این همه، فن آوری حسگر های CMOS به سرعت در حال پیشرفت است و انتظار می رود به زودی رقیب سرسختی برای CCD ها شوند.

پس ممکن است این نوشته چندین سال بعد، تنها قسمتی از تاریخ باشد :)

مراجع : + ، + و سی نا.نت!

مشترک سی نا.نت شوید تا نوشته های اینجا را در ایمیل تان بخوانید ...
به وسیله‌ی ایمیل:
 
ایمیل شما نزد ما محفوظ و اشتراک تان هر لحظه با یک کلیک قابل انصراف است.

یا به وسیله‌ی فـیـد (خوراک)

۱۸ ديدگاه براي “CCD یا CMOS ؟ – حسگر تصویر در دوربین دیجیتال”

  1. فریده جلیلوند گفته است :

    آوریل 26th, 2010 در 2:12 ق.ظ

    متشکرم از اطلاعات خوبی که دادید . ذخیره کردم .

  2. فرهاد گفته است :

    می 9th, 2010 در 6:06 ب.ظ

    ممنون از اطلاعات خوبتون

  3. علي گفته است :

    سپتامبر 20th, 2010 در 7:35 ب.ظ

    اطلاعات خوبی بود . اما نمیدونم چرا تصویر نیکون به نظر رنگهای بهتری داران البته من اینو در مقایسه با چندین عکاسه مطرح شنیدم و دیدم ،البته این تقریبا به ساختاره سیموس و سی سی دی ربطی نداره . اگه میشه در رابطه با این تفاوت بین سیموس های نیکون و کانن هم بگین ممنون

  4. مهندس کامیار گفته است :

    دسامبر 30th, 2010 در 5:42 ب.ظ

    بسیار ممنون. اطلاعات جالبی بود.

  5. ali گفته است :

    ژانویه 3rd, 2011 در 3:12 ق.ظ

    پس چرا تمام دوربین های SLR از cmos استفاده می کنند؟

  6. abbas گفته است :

    ژانویه 25th, 2011 در 8:01 ق.ظ

    ممنون. عالی بود

  7. سید گفته است :

    فوریه 24th, 2011 در 4:12 ب.ظ

    بسیار ممنون از اطلاعات خوبی که در اختیار بنده قرار دادید انشاالله موفق باشید

  8. فرشید گفته است :

    مارس 2nd, 2011 در 11:15 ق.ظ

    سلام دوست عزیز فکر نمیکنی که جای دو تا حسگرو جا به جا نوشتی؟؟؟
    سی سی دی ها توان کمتری مصرف میکنند و کیفیت پایین تری هم دارند و ارزانتر هم هستند در صورتی که شما تمام موارد رو کاملا برعکس نوشتی.

  9. سینا گفته است :

    مارس 2nd, 2011 در 12:09 ب.ظ

    @فرشید, مواردی که ذکر کردم را گوگل کنید :)

  10. وحید گفته است :

    می 26th, 2011 در 8:48 ق.ظ

    سلام، از اطلاعات شما متشکرم من وحید هستم که مدت زیادی است که عکاسی می کنم و از دوربین های مختلف استفاده کرده ام ولی کیفیتهای عکس های من در ظاهر کردن آن حسگرهای cmos نتیجه های خوبی به من داد. درست است که من از حسگر ccdزیاد کار نکرده ام ولی از نظر کیفیت دیگه فکر میکنم حسگرcmos جایگاه بالاتری را کسب کرده.با تشکر

  11. ارام گفته است :

    سپتامبر 21st, 2011 در 11:41 ب.ظ

    ممنون . موفق باشید

  12. gharibe گفته است :

    نوامبر 9th, 2011 در 12:02 ب.ظ

    از اطلااتتون ممنون

  13. reza گفته است :

    نوامبر 27th, 2011 در 10:03 ب.ظ

    سلام به نظر شما دوربین نیکون دی ۳۱۰۰برای مصرف خانگی چطور است؟

  14. سینا گفته است :

    نوامبر 30th, 2011 در 11:23 ب.ظ

    @reza, دوست عزیز من اطلاعات تخصصی در رابطه با دوربین ها ندارم :) فکر می کنم در فروم ها بتونید اطلاعات به درد بخوری پیدا کنید.

  15. فرهاد گفته است :

    مارس 23rd, 2012 در 7:57 ق.ظ

    در حال حاضر حسگرهای پیشرفته ی CMOS-Backlit موسوم به BSI CMOS ابداع شدند که فوتودیودهای حساس به نور در عقب حسگر جای گرفتند نه مثل cmos های رایج در جلوی حسگر
    بهمین دلیل جذب نور بیشتر و کیفیت بالاتری رو عرضه می کنند هر چند قیمت بالاتر رو بدلیل نیاز به خط تولید پیشرفته تر و دقیق تر بهمراه دارند
    لینک زیر را ببینید
    http://en.wikipedia.org/wiki/Back-illuminated_sensor

  16. ساسان گفته است :

    ژانویه 9th, 2014 در 9:19 ب.ظ

    تشکر از اطلاعات مفید شما
    بنظر شما بین سونی و کانن که هردو cmos باشند کدام یک بهتر عمل میکنند

  17. فائزه گفته است :

    ژوئن 9th, 2012 در 11:20 ق.ظ

    سلام من میخوام دوربین Canon PowerShot SX220 HS رو بخرم که نوع حسگر CMOS است ولی مدل های قدیمیترش که ارزونتر هم است CCD است چون کیفیت تصویر واسم مهمه به نظرتون از خرید Canon PowerShot SX220 HS منصرف بشم؟ اگه توصیه بهتری برای خرید دارید ممنون میشم منو راهنمایی کنید.

- لطفاً فارسی بنویسید. نظراتی که پینگلیش باشند، تأیید نمی شوند.

- اگر نمی توانید فارسی تایپ کنید، کافیست در بالای کادر متن، گزینه تبدیل خودکار را فعال کنید و پینگلیش بنویسید. نوشته ی شما پس از نوشتن هر کلمه به صورت خودکار به فارسی تبدیل می شود.

- نظر شما پس از بررسی، منتشر خواهد شد. در صورتی که تمایل دارید نظرتان به صورت خصوصی باقی مانده و منتشر نشود، لطفاً ذکر کنید.

- در صورتی که دیدگاه شما در مورد این نوشته نیست از صفحه ارتباط با من استفاده کنید.

پاسخ به نوشته

لطفاً به سوال امنیتی زیر پاسخ دهید: *