مقاله نگاهى به تفاوت سنسورهاى CCD و CMOS

دانلود مقاله نگاهی به تفاوت سنسورهای CCD و CMOS

*مقاله نگاهى به تفاوت سنسورهاى CCD وCMOS

همانطور كه در گذشته خواندید، تفاوت اساسى دوربینهاى دیجیتال با دوربینهاى اپتیكال (فیلمى) در آن بود كه دوربینهاى دیجیتال فاقد فیلم بودند. این دوربینها حاوى یك سنسور بودند كه نور را به بارهاى الكتریكى تبدیل مىكردند.

ابعاد سنسورهاى تصویرى از ابعاد فیلم كوچكتر است. براى مثال ابعاد هر فریم از یك فیلم ۱۳۵ معمولى ۲۴ میلیمتر در ۳۶ میلیمتر است. اما سنسورى كه براى ایجاد یك تصویر ۳/۱ مگاپیكسل استفاده مىشود حدوداً ۵ میلیمتر در ۷ میلیمتر است.

سنسورهاى تصویرى انواع مختلفى دارند. سنسور تصویرى كه توسط اكثر دوربینهاى دیجیتال استفاده مىشود از نوع CCD (Charge Coupled Device) است. برخى دیگر از دوربینها از سنسور CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) استفاده مىكنند. اگرچه سنسورهاى CMOS بهزودى گسترش مىیابند و استفاده از آنها در دوربینهاى دیجیتال رایجتر مىشود، اما هیچگاه نمىتوانند جاى سنسورهاى CCD را بگیرند.

هر سنسور CCD مجموعهاى از دیودهاى حساس به نور كوچك است كه فوتون (نور) را به الكترون (بار الكتریكى) تبدیل مىكند. این دیودها كه فتوسایت نامیده مىشوند، به نور حساس هستند. هر اندازه نور شدیدترى به یك فتوسایت تابیده شود، بار الكتریكى بیشترى در آن فتوسایت القاء مىشود.
سنسورهاى CMOS نیز به روش مشابهى نور را به بار الكتریكى تبدیل مىكنند. پس از این مرحله مقادیرى بار الكتریكى روى هر فتوسایت باید خوانده شود. تفاوت اساسى این دو سنسور در روش خواندن مقادیر بارهاى الكتریكى است. در سنسورهاى CCD بار الكتریكى به همان صورت وارد یك تراشه مىشود و به صورت درایهاى از درایههاى یك ماتریس دو بعدى قابل خواندن است. سپس مقدار این درایهها (كه هنوز آنالوگ هستند) توسط یك مبدل آنالوگ به دیجیتال به اطلاعات رقمى تبدیل مىشود. در سنسورهاى CMOS هر پیكسل چندین ترانزیستور به همراه دارد كه وظیفه آنها تقویت بارهاى الكتریكى در لحظه دریافت نور است. اگرچه تقویت نور توسط ترانزیستورها در هر پیكسل مستلزم وجود مدارات پیچیدهترى نسبت به سنسورهاى CCD است، اما از آنجا كه تك تك پیكسلهاى این سنسورها به صورت مجزا قابل دسترسى هستند، این سنسورها از قابلیت انعطاف بیشترى برخوردارند.
براى جلوگیرى از ایجاد اعوجاج ضمن انتقال بارها در تراشه، سنسورهاى CCD به روش ویژهاى تولید مىشوند. حاصل بهكار بردن این پروسه ویژه، تصاویر با كیفیتترى از لحاظ صحت دادههاى خوانده شده و حساسیت نور است. از سوى دیگر سنسورهاى CMOS به همان روشى تولید مىشوند كه اكثر تراشهها و پردازندههاى كامپیوترى ساخته مىشوند. اختلاف روش تولید، تفاوتهاى زیادى بین سنسورهاى CCD و CMOS ایجاد كرده است:

-سنسورهاى CCD تصاویرى با كیفیت بالا و بدون نویز ایجاد مىكند. در حالى كه تصاویر حاصل از سنسورهاى CMOS عموماً نسبت به دریافت نویز مستعد ترند.