25/07/31Her çend di sala 2025an de, sensorên CMOS hem di wênekirina zanistî û hem jî ya xerîdaran de serdest bin jî, ev her gav ne wisa bû.
CCD kurteya 'Charge-Coupled Device' e, û sensorên CCD sensorên kamerayên dîjîtal ên orîjînal bûn, ku cara yekem di sala 1970-an de hatin pêşve xistin. Kamerayên li ser bingeha CCD û EMCCD heta çend sal berê bi gelemperî ji bo sepanên zanistî dihatin pêşniyar kirin. Her du teknolojî îro jî hene, her çend karanîna wan bûye mijarek taybetî.
Rêjeya başkirin û pêşveçûna sensorên CMOS berdewam zêde dibe. Cûdahiya di navbera van teknolojiyan de bi giranî di awayê pêvajokirin û xwendina barkirina elektronîkî ya tespîtkirî de ye.
Sensorek CCD çi ye?
Sensorê CCD cureyekî sensorê wêneyê ye ku ji bo girtina ronahiyê û veguherandina wê bo sînyalên dîjîtal tê bikar anîn. Ew ji rêzek pîkselên hesas ên ronahiyê pêk tê ku fotonan kom dikin û wan vediguherînin barên elektrîkê.
Xwendina sensora CCD bi sê awayên girîng ji CMOS-ê cûda dibe:
● Veguhestina BarkirinêFotoelektronên hatine girtin bi awayekî elektrostatîk pixel-bi-pixel li ser sensorê ber bi qadeke xwendinê ya li jêr ve têne veguhastin.
● Mekanîzmaya XwendinêLi şûna rêzek tevahî ji veguherînerên analog bo dîjîtal (ADC) ku bi paralel dixebitin, CCD tenê yek an du ADC (an carinan jî zêdetir) bikar tînin ku pîkselan bi rêzê dixwînin.
Danîna Kondansator û Amplifikatorê: Li şûna kondansator û amplîfîkatoran di her pîkselê de, her ADC xwedî kondansator û amplîfîkatorek e.
Sensorek CCD çawa dixebite?
Li vir e ku sensorek CCD çawa dixebite da ku wêneyek bigire û pêvajoyê bike:
Wêne: Pêvajoya xwendinê ji bo sensorek CCD
Di dawiya bandora wan de, sensorên CCD pêşî barên berhevkirî dixin nav qadeke hilanînê ya maskekirî di hundirê her pîkselê de (nayê nîşandan). Dûv re, rêzek bi rêz, bar têne veguhastin nav qeydeke xwendinê. Stûnek bi stûn, barên di nav qeyda xwendinê de têne xwendin.
1. Paqijkirina XercêJi bo destpêkirina wergirtinê, bark di heman demê de ji tevahiya sensorê tê paqijkirin (perdeya gerdûnî).
2. Berhevkirina Bargê: Di dema danîna ronahiyê de bark kom dibe.
3. Depoya BarkirinêDi dawiya eşkerekirinê de, barên berhevkirî têne veguheztin deverek maskkirî ya di nav her pîkselê de (ku jê re CCD veguhastina navbera xetan tê gotin), li wir ew dikarin li benda xwendinê bin bêyî ku fotonên nû yên tespîtkirî werin jimartin.
4. Xuyakirina çarçoveya dinBi barkên tesbîtkirî yên ku di qada maskekirî ya pîkselan de hatine hilanîn, qada çalak a pîkselan dikare dest bi eşkerekirina çarçoveya din bike (moda hevgirtinê).
5. Xwendina Lihevhatî: Barkeyên ji her rêza çarçoveya qedandî rêz bi rêz, di carekê de têne veguhastin bo 'qeyda xwendinê'.
6. Xwendina Dawî: Stûnek bi stûn, bark ji her pîkselê ji bo xwendinê li ADC-ê têne şandin bo girêka xwendinê.
7. DûbareEv pêvajo dubare dibe heta ku barên tesbîtkirî di hemî pîkselan de werin jimartin.
Ev tengaviya ji ber ku hemû barên tesbîtkirî ji hêla hejmareke piçûk (carinan yek) xalên xwendinê ve têne xwendin, dibe sedema sînorkirinên giran di derbarkirina daneyan a sensorên CCD de li gorî CMOS.
Erênî û Neyînî yên Sensorên CCD
| Erênî | Neyînî |
| Herika Tarî ya Kêm Bi gelemperî ~0.001 e⁻/p/s dema ku sar dibe. | Leza Sînorkirî Derbasbûna tîpîk ~20 MP/s — ji CMOS pir hêdîtir. |
| Barkên Veqetandina Pîxelê berî xwendinê têne berhevkirin, û deng kêm dikin. | Dengê Xwendina Bilind 5–10 e⁻ ji ber xwendina ADC-ya yek-xalî gelemperî ye. |
| Perdeya Girîng a Kendeşerê Perdeya gerdûnî ya rastîn an jî nêzîkî gerdûnî di CCD-yên navbera xetan/veguhestina çarçoveyê de. | Mezinahîyên Pîkselên Mezintir Nikarin bi pêşkêşkirina CMOS-ya mînîaturîzasyonê re li ber hev bidin. |
| Yekrengiya Wêneyê ya Bilind Ji bo wênekirina hejmarî pir baş e. | Xerckirina Enerjiyê ya Bilind Ji bo veguhestina şarjê û xwendinê bêtir enerjiyê hewce dike. |
Awantajên Sensora CCD
● Herikîna Tarî ya KêmWekî teknolojiyek xwezayî, sensorên CCD xwedî herikîna tarî ya pir kêm in, bi gelemperî dema ku sar dibin bi qasî 0.001 e-/p/s.
● Binkirina 'Li ser pîkselê'Dema ku CCD dixin binî, berî xwendinê bar li xwe zêde dikin, ne piştî wê, ev tê vê wateyê ku dengê xwendinê yê zêde çênabe. Herika tarî zêde dibe, lê wekî ku li jor hate destnîşan kirin, ev bi gelemperî pir kêm e.
● Perdeya GerdûnîSensorên CCD yên 'Interline' bi perdeya rastîn a gerdûnî dixebitin. Sensorên CCD yên 'Frame Veguhestinê' perdeya 'nîv-gerdûnî' bikar tînin (herêma 'Masked' a Wêne 45 bibînin) - pêvajoya veguhastina çarçoveyê ji bo destpêkirin û bidawîkirina ekspozyonê bi rastî ne hevdem e, lê bi gelemperî di navbera 1-10 mîkroçirkeyan de digire. Hin CCD perdeya mekanîkî bikar tînin.
Dezawantajên Sensorên CCD
● Leza Sînorkirî: rêjeya veguhastina daneyan a tîpîk bi pîksel di saniyeyê de dikare bi qasî 20 Megapîksel di saniyeyê de (MP/s) be, ku bi 5 fps re wekhevî wêneyek 4 MP ye. Ev bi qasî 20 caran ji CMOS-ya wekhev hêdîtir e, û bi kêmanî 100 caran ji CMOS-a bilez hêdîtir e.
● Dengê Xwendinê yê BilindDengê xwendinê di CCD-yan de bilind e, bi piranî ji ber ku pêdivî ye ku ADC(an) bi rêjeyek bilind were xebitandin da ku leza kamerayê ya bikêrhatî were bidestxistin. 5 heta 10 e- ji bo kamerayên CCD-yên asta bilind gelemperî ye.
● Pîkselên MezintirJi bo gelek serlêdanan, pîkselên piçûktir avantajan peyda dikin. Mîmariya CMOS-ê ya tîpîk rê dide mezinahiyên pîkselên herî kêm ên piçûktir ji CCD.
● Xerckirina Hêza BilindPêdiviyên hêzê ji bo xebitandina sensorên CCD ji CMOS-ê pir zêdetir in.
Serlêdanên Sensorên CCD di Wênekirina Zanistî de
Her çend teknolojiya CMOS populerbûnek bi dest xistibe jî, sensorên CCD hîn jî di hin sepanên wênekêşiya zanistî de têne tercîh kirin ku qalîteya wêneyê, hesasiyet û yekrengî pir girîng in. Qabîliyeta wan a bilind a girtina sînyalên ronahiya kêm bi dengek kêm wan ji bo sepanên rastbûnê îdeal dike.
Stêrnasî
Sensorên CCD di wênekirina astronomîk de ji ber şiyana wan a girtina ronahiya qels ji stêrk û galaksiyên dûr girîng in. Ew bi berfirehî hem di çavdêrxaneyan de û hem jî di astronomiya amator a pêşkeftî de ji bo astrofotografiya dirêj-ekspozyonê têne bikar anîn, û wêneyên zelal û berfireh peyda dikin.
Mîkroskopî û Zanistên Jiyanê
Di zanistên jiyanê de, sensorên CCD ji bo girtina sînyalên fluoresansa qels an avahiyên hucreyî yên nazik têne bikar anîn. Hesasiyeta wan a bilind û yekrengî wan ji bo sepanên wekî mîkroskopiya fluoresansê, wênekirina hucreyên zindî û patolojiya dîjîtal bêkêmasî dike. Bersiva wan a ronahiya xêzik analîzek hejmarî ya rast peyda dike.
Muayeneya Nîvconductor
Sensorên CCD di çêkirina nîvconductoran de, bi taybetî ji bo vekolîna waferan, pir girîng in. Çareseriya wan a bilind û kalîteya wan a wênekirinê ya domdar ji bo destnîşankirina kêmasiyên mîkro-pîvan di çîpan de girîng in, û rastbûna pêwîst di hilberîna nîvconductoran de misoger dikin.
Tîrêjên X û Wênekirina Zanistî
Sensorên CCD di pergalên tespîtkirina tîrêjên X û sepanên din ên wênekêşiyê yên taybetî de jî têne bikar anîn. Şîyana wan a parastina rêjeyên sînyala-deng ên bilind, nemaze dema ku sar dibin, ji bo wênekêşiya zelal di şert û mercên dijwar de wekî krîstalografî, analîza materyalan û ceribandina ne-wêranker de girîng e.
Ma sensorên CCD îro jî girîng in?
Kamera CCD ya Tucsen H-694 û 674
Tevî pêşveçûna bilez a teknolojiya CMOS, sensorên CCD ji kevnarbûnê dûr in. Ew di karên wênekêşiya bi ronahiya pir kêm û rastbûna bilind de bijarteyek bijarte dimînin, ku kalîteya wêneyê wan a bêhempa û taybetmendiyên deng pir girîng in. Di warên wekî astronomiya fezaya kûr an mîkroskopiya fluoresansa pêşkeftî de, kamerayên CCD pir caran ji gelek alternatîfên CMOS çêtir performansê nîşan didin.
Têgihîştina xalên bihêz û lawaz ên sensorên CCD alîkariya lêkolîner û endezyaran dike ku teknolojiya rast ji bo hewcedariyên xwe yên taybetî hilbijêrin, û performansa çêtirîn di sepanên xwe yên zanistî an pîşesaziyê de misoger bikin.
Pirsên Pir tên Pirsîn
Kengî divê ez sensorek CCD hilbijêrim?
Sensorên CCD îro ji deh sal berê pir kêmtir in, ji ber ku teknolojiya CMOS dest pê dike ku performansa wan a herikîna tarî ya nizm jî têk bibe. Lêbelê, her gav dê serîlêdan hebin ku tê de kombînasyona taybetmendiyên wan ên performansê - wekî kalîteya wêneyê ya bilind, dengê kêm, û hesasiyeta bilind - avantajek peyda dike.
Çima kamerayên zanistî sensorên CCD yên sarkirî bi kar tînin?
Sarbûn di dema kişandina wêneyê de dengê germî kêm dike, zelalî û hesasiyeta wêneyê baştir dike. Ev bi taybetî ji bo wênekirina zanistî ya di bin ronahiya kêm û ekspozyona dirêj de girîng e, ji ber vê yekê gelek wêneyên asta bilind...kamerayên zanistîJi bo encamên paqijtir û rasttir, xwe bispêrin CCD-yên sarbûyî.
Moda hevberdanê di sensorên CCD û EMCCD de çi ye, û ew çawa performansa kamerayê baştir dike?
Sensorên CCD û EMCCD bi gelemperî dikarin 'moda hevberdanê' bikar bînin. Ji bo kamerayên perdeya gerdûnî, ev tê wateya şiyana xwendina çarçoveya berê di dema eşkerekirina çarçoveya din de. Ev dibe sedema çerxek erkê ya bilind (nêzîkî 100%), ku tê vê wateyê ku dema herî kêm ji ber ne eşkerekirina çarçoveyan li ber ronahiyê tê windakirin, û ji ber vê yekê rêjeyên çarçoveyan bilindtir in.
Têbînî: Moda hevberdanê ji bo senzorên perdeya gêrkirinê wateyek cuda heye.
Heke hûn dixwazin di derbarê perdeyên gêrîk de bêtir fêr bibin, ji kerema xwe bikirtînin:
Moda Kontrolkirina Rolling Shutter Çawa Dixebite û Meriv Çawa Wê Bikar Tîne
Tucsen Photonics Co., Ltd. Hemû maf parastî ne. Dema îqtibaskirinê, ji kerema xwe çavkaniyê destnîşan bikin:www.tucsen.com
