انواع سنسور تصویر چیپ دوربین مداربسته

سنسور تصویر چیپ دوربین مداربسته

سنسور تصویر چیپ دوربین مداربسته یکی از اصلی ترین بخش های وابسته به کیفیت دوربین مداربسته محسوب می شود. چیپ تصویر دوربین مداربسته مداری الکترونیکی است که امکان تبدیل تصاویر به اطلاعات دیجیتال را برای دوربین فراهم می کند ومانند یک جدول با تعدادی مشخص پیکسل در طول و عرض است. این تعداد معمولا میزان تفکیک پذیری چیپ تصویر را نشان می دهد. برای مثال یک چیپ تصویر یک مگا پیکسلی دوربین مداربسته 1 میلیون پیکسل دارد که به صورت یک مستطیل 720 در عرض و 1024 در طول ساخته شده است.

انواع چیپ تصویر دوربین مدار بسته

CCD :

اصطلاح Charged Coupled Device) CCD) در واقع به چیپ یا حسگر تصویر دوربین مداربسته اشاره می کند. حسگرهای CCD در اندازه های مختلفی ساخته میشوند که معمولا با اینچ نمایش داده می شود.
عوامل مختلفی برای طبقه بندی انواع CCD مد نظر قرار میگیرد. برخی از مهمترین این عوامل را زیر بررسی می کنیم:
تفکیک پذیری
اندازه: اندازه CCD دومین خصوصیت با اهمیت آن است. در دوربین های مداربسته رایج ترین اندازه CCD “1/3 (یک سوم اینچ) است.

CMOS:

Complementary Metal Oxide Semiconductor
در سال 1998 بعنوان تکنولوژی دیجیتال ثبت تصویر جایگزین برای CCD ابداع گردید. تکنولوژی مورد استفاده در ساخت چیپ های CMOS نسبت به CCD ارزانتر در می آید. دیگر مزیت این سنسورها نسبت به CCD اینست که توان مصرفی آنها پایین تر (4 تا 9 ولت) می باشد. بعلاوه، در حالی که CCD تنها برای ثبت شدت نوری که بر روی هر یک از صدها هزار نقاط نمونه برداری می افتد کاربرد دارد، می توان از CMOS برای منظورهای دیگر، نظیر تبدیل آنالوگ به دیجیتال، پردازش سیگنال های لود شده، تنظیم رنگ سفید (white Balance) و کنترل های دوربین و … استفاده نمود.

همچنین می توان تراکم نقاط و عمق بیتی تصویر را به راحتی بدون افزایش بیش از اندازه قیمت، بالا برد. بخاطر این مزیتها و سایر مزایا، بسیاری از تحلیل گران صنایع اعتقاد دارند که نهایتا تمام دوربین های معمولی دیجیتال از CMOS استفاده خواهند نمود و CCD فقط در دوربینهای حرفه ای و گرانقیمت بکار خواهد رفت. در این تکنولوژی مشکلاتی از قبیل تصاویر دارای نویز و عدم توانایی در گرفتن عکس از موضوعات متحرک وجود دارد که امروزه با رفع این مشکلات، CMOS در حال رسیدن به برابری با CCD می باشد. تا بحال سنسورهای تصویر CMOS با استفاده از تکنولوژی0.35 تا 0.5 میکرونی ساخته شده اند و چشم انداز آینده آن استفاده از تکنولوژی 0.25 میکرون می باشد.

تصویر چگونه در چیپ تصویر دوربین مدار بسته ساخته می شود؟

هنگامی که تصویر توسط دوربین مدار بسته ثبت می گردد. نور از لنز دوربین مداربسته عبور کرده و به سنسور تصویر دوربین مدار بسته برخورد می نماید. چیپ تصویر که از المان های بسیار ریزی به نام پیکسل تشکیل شده میزان، نوری که به این المان های بسیار ریز تابیده می شود را ثبت کرده و آن را به تعداد مشخصی الکترون تبدیل می نمایند. این الکترون ها سپس به ولتاژ تبدیل می شوند. در دوربینهای مدار بسته آنالوگ این ولتاژ به وسیله یک تقویت کننده و به صورت سیگنال استاندارد در آمده و به خروجی دوربین مدار بسته فرستاده می شود در دوربینهای مدار بسته دیجیتال یک مبدل A/D(آنالوگ به دیجیتال) وظیفه تبدیل سیگنال به اطلاعات دیجیتال را بر عهده می گیرد.

تولید رنگ ها در چیپ تصویر چگونه صورت میگیرد؟

چیپ تصویر میزان و شکل نور تابیده شده را بدون هیچگونه اطلاعاتی از رنگ ثبت می نمایند. از آنجایی که چیپ های تصویر CCD و CMOS به طور کامل امکان تشخیص رنگ ها را در تصویر ندارند، در جلوی چیپ از یک فیلتر رنگ استفاده می شود. این فیلتر امکان تشخیص رنگ ها را برای چیپ تصویر دوربین مدار بسته فراهم می نماید. دو فیلتر رایج استفاده شده در سیستم های مداربسته، فیلتر RGB (قرمز،سبز،آبی) و CMYK (فیروزه ای،سرخابی،زرد،قرمز) هستند که هر یک به روشی جداگانه، ترکیبی مکمل از رنگ ها را ایجاد می کنند. هر یک از روش های ذکر شده نقاط قوت و ضعف خاص خود را دارند. به صورت کلی سیستم RGB بیشتر در چیپ های Progerssire Scan و سیستم CMYG در چیپ های interlaced CCD مورد استفاده قرار می گیرند.

چیپ تصویر مگاپیکسل

چیپ های تصویر مگاپیکسل امکان ایجاد تصاویری با رزولوشن های بالا را در اختیار شما قرار می دهد. متعاقبا این رزولوشن بالا و وضوح تصویر امکان تشخیص جزئیات بیشتر از تصویر دوربین مدار بسته را باعث می گردد.

چیپ های مگاپیکسل در نوع CCD دارای رزولوشن و وضوح تصویر بسیار بالا در مقایسه با کیفیت چیپ های CMOS می باشند. اما بسیار پرهزینه تر و با مصرف برقی بالاتر حدود ۱۰۰برابر بیشتر از چیپ های CMOS است. همین امر باعث افزایش گرمای تولیدی در چیپ های مگاپیکسل در نوع CCD گردیده و طراحی این نوع از چیپ ها را با مشکل بیشتری مواجه می نماید.

به طور معمول چیپ های مگاپیکسل از نظر اندازه مانند دیگر چیپ های تصویر دوربین مداربسته هستند. اما تعداد دیودهای موجود بر روی این چیپ ها به مراتب بیشتر است. از این رو میزان دریافت نور توسط هر دیود بسیار کمتر بوده و حساسیت کلی چیپ نیز به مراتب کمتر خواهد.