CCD ve CMOS görüntü sensörleri arasındaki fark nedir?

CCD ve CMOS görüntü sensörleri hakkında makaleler okuyorum. Bu iki tip arasındaki fark nedir? Bu sensörler fotoğrafçılık açısından tam olarak ne yapar?

CCD tabanlı bir kamera gelecekte rekabet edebilecek mi? Bir tane alırsam, birkaç yıl boyunca kullanmaya güvenebilir miyim, yoksa CMOS tabanlı bir sensörle bir kameraya yükseltmek daha iyi olur mu?

Her iki teknoloji de aynı amaca hizmet eder: Her piksele ne kadar ışık çarptığını örneklemek ve kaydetmek. Sadece bu hedefe ulaşmak için farklı çalışıyorlar. Bir CCD üzerindeki pikseller aktif devre içermez, sadece bir sonraki kutuya geçilinceye kadar pasif olarak yükleyen ve sonunda sensörden çıkarıp sonra devre tarafından okunan küçük bir "kapasitif kutu" içerir. Bir CMOS sensörü temel olarak büyük bir entegre devre üzerindeki bir sensördür ve her pikselin içindeki transistörleri içeren küçük bir aktif devre içerir, böylece her piksel aktif olarak şarjı pasif bir şekilde tutabildiği gibi aktif olarak ölçebilir okumak için kaydırıldı.

Her ikisinin de güçlü ve zayıf yönleri vardır - en önemlilerinden bazıları video modunu (veya canlı görüntü modunu) içerir.

• Dikey çizgi

  Canlı görüntüde veya video modunda, CCD sensörler, çerçevedeki parlak ışık noktalarının, kenarda bile olsa, çerçevenin üstünden altına kadar dikey bir parlak çizgi oluşturabildiği dikey çizgi sergiler. Bu, tek bir pikselin "taşması" ndan kaynaklanan ve tüm satır boyunca sızıntıdan kaynaklanır. CCD sensörlerini kullanan (ve binlerce dolara mal olan) profesyonel video kameraların bunu en aza indirmek için devreleri olduğunu unutmayın. Ayrıca, fotoğraflar için kullanıldığında, yani canlı görüntü / video modunda kullanılmadığında, CCD'ler dikey çizgiye duyarlı olmayan farklı bir modda çalışır.

  Her pikselin kendi pikselini diğer piksellerden izole ettiği için CMOS sensörleri hiçbir şekilde çizgi göstermez.

• Panjur

  CMOS sensörleri, canlı görüntüde veya video modunda veya fiziksel, mekanik bir deklanşör kullanmadıkları zamanlarda bir panjur efekti sergiler. Tüm kareyi bir kerede yakalamak yerine, karenin her bir satırından birbiri ardına bilgi okunur. Bunun süresi kameralar arasında değişiyor, ancak 1/30 veya 1 / 60'lar tam sensör okuması için tipik sürelerdir (tam çözünürlükte). Bu, kamera kullanılırken veya çok hareket ettiğinde ve hatta fotoğraflarda elektronik deklanşör kullanırken (tamamen sessiz çalışma için) jöle benzeri bir yalpalama etkisi yaratır.

  Yüksek kare hızlı video çekmeye izin vermek için özel olarak tasarlanmış CMOS sensörleri (120fps veya daha fazlası gibi) daha az panjur efekti gösterecektir. Ek olarak, bir sensörü tam çözünürlükten daha düşük bir hızda çalıştırmak (örneğin, 4K yerine bir sensöre 1080p kaydetme) sensörü daha hızlı bir okuma moduna geçirebilir ve bu nedenle daha az panjur efektine neden olabilir.

  CCD, panjur etkisinden etkilenmez.

• Genel olarak gürültü / kalite

  CMOS'ta kaliteli bir takas olmasına rağmen, bu şimdi ihmal edilebilir ve hatta tersine çevrilmiş olabilir. Kesinlikle büyük sensörler için (DX, 4/3, FF), sensörün tasarımından dolayı sadece bireysel farklılıklardan başka pratik bir fark yoktur. CMOS teknolojisi hızla ilerliyor ve görüntü kalitesi, özellikle akıllı telefonlarda kullanılanlar gibi küçük sensörler ile birlikte, iyileştiriliyor.

  Kompakt kameralarda ve akıllı telefonlarda olduğu gibi çok küçük sensörler için, CMOS sensörleri, piksellerin üzerlerindeki devrenin boyutuna göre çok küçük hale getirilmesinin bir sonucu olarak daha düşük hassasiyete sahipti. Bununla birlikte, üretim süreçlerinde iyileştirmeler ve "Arka Taraf Aydınlatması" (BSI) adı verilen yeni bir teknoloji bunu önledi.

Profesyonel fotoğraf makineleri bugünlerde giderek daha fazla CMOS sensörü kullanıyor ve içlerinde bulacağınız CMOS sensörleri en azından CCD kuzenlerine göre eşit performans gösteriyor. Öyle ki şu anda CMOS teknolojisi hızla hareket ediyor ve bugünlerde en iyi sensörlerin çoğu CMOS. Video çekmeden, CCD veya CMOS sensöre sahip olup olmadığına bağlı olarak bir kamera seçmek için bir neden yoktur.

Sensör teknolojisi konusunda endişelenmeyin, muhtemelen ekipman setinize karar verirken göz önünde bulundurmanız gereken en önemli şey budur. Kodak veya Fuji siyah beyaz filminin "en iyi" olup olmadığını, onu kullanacağınız kamerayı, kullanacağınız lensleri veya bir fotoğrafçı olarak becerilerinizi düşünmeden düşünmek gibi bir şey olur.

Cam düşün, sensör değil.

CCD'ler "elektronik panjurlar" içerebilir; mekanik deklanşör kapanmadan önce elektronik olarak "kapatılabilir".

Bu özellik ile daha yüksek flaş senkronizasyon hızları elde edebilirsiniz. Örneğin, Nikon D70'ler ve elektronik olarak kapanan CCD'leri 1 / 500s'de senkronize edilebilir.

CMOS sensörleri genellikle bunu yapamaz, bu nedenle mekanik deklanşörün kapanabileceği hızla sınırlıdır. Nikon D90, örneğin, 1 / 250s maksimum flaş senkronizasyon hızına sahip.

Çalışma prensibi her iki sistemde de aynıdır.

Işık, elektronların silikondaki "çalkantılı hareketini" sağlar ve silikon, çalkalanmanın bu elektronları aynı yönde hareket etmesini sağlayacak şekilde kazınır. Bu işlem güneş panellerinde meydana gelenlerle aynıdır.

Görüntü sensörden 'okunduğunda', her piksel bir analog> dijital (AD) dönüştürücü kullanarak ölçülen yüke (bunun ikisi arasında farklılık gösterir) sahiptir ve bu değerler görüntüyü oluşturan ışık seviyelerini temsil eder.

CCD ve CMOS'u bölen malzeme ve yapı farklıdır. Bu, fotoğrafçılıkta pratikte nasıl kullanıldığı üzerinde etkili bir etkiye sahiptir. CMOS sensörleri, CCD'lerin yalnızca CCD yongaları yapabilen özel bir VLSI işlemi gerektirdiği hemen hemen her yonga dökümhanesinde pişirilebilir .

Her iki sistem de onlara kağıda üstünlük kazandıran özelliklere sahiptir. Bazı özel görevler dışında (örneğin astrofotografi) şu anda ikisinin de diğerinden daha iyi olduğunu söylemek zor. CMOS sensörleri daha ucuz / daha kolay üretilir, talaş yapımındaki diğer gelişmelerden daha kolay faydalanır, okumaların paralel olarak gerçekleşmesini sağlar ve daha az güç kullanır. CCD, fotograf alanı ve daha iyi gürültü özellikleri için daha fazla alan sağlar, ancak işlemi yavaşlatan satır satır okumak zorundadır. Şu anda yonga ilerlemeleri CMOS'in bugün fotoğrafçılıkta üstünlüğü olduğunu ve şu an için muhtemel olduğu anlamına geliyor.

CMOS ve CCD arasında daha fazla fark var. CMOS sensörleri CCD sensörlerinden çok daha ucuzdur.
CMOS sensörünün üretilmesi çok daha ucuz, daha sonra CCD sensörünün üretilmesi zorlaşıyor.
CMOS sensörü, pil ömrünüz için iyi olan ve aşırı ısınan CCD sensöründen daha az güç tüketir.
Ayrıca, üreticilerin kameralarındaki yonga sayısını azaltmalarını sağlayan tek CMOS yongasına çok daha fazla işlevi entegre edebilirsiniz. Örneğin, görüntü yakalama ve işleme, maliyetleri düşüren tek bir yonga içine entegre edilebilir.