CCD در مقابل CMOS
که بهتر است؟ پیچیده است......
در مورد مزایای نسبی CMOS در مقابل تصویرگرهای CCD مطالب زیادی نوشته شده است. به نظر می رسد که این بحث تا زمانی که بیشتر مردم به یاد دارند ادامه داشته و هیچ نتیجه قطعی در چشم نیست. جای تعجب نیست که پاسخ قطعی مبهم باشد، زیرا موضوع ثابت نیست. فن‌آوری‌ها و بازارها تکامل می‌یابند و نه تنها بر آنچه از نظر فنی امکان‌پذیر است، بلکه بر آنچه از نظر تجاری قابل دوام است نیز تأثیر می‌گذارند. کاربردهای تصویرساز متنوع هستند، با نیازهای متفاوت و متغیر. برخی از برنامه ها توسط تصویرسازهای CMOS و برخی دیگر توسط CCD ها به بهترین شکل ارائه می شوند. در این مقاله سعی می‌کنیم با بررسی موقعیت‌های مختلف، توضیح برخی از معاوضه‌های فنی کمتر شناخته‌شده و معرفی ملاحظات هزینه‌ای در تصویر، به بحث اضافه کنیم.
در آغاز
سنسورهای تصویر CCD (دستگاه کوپل شده شارژ) و CMOS (نیمه هادی اکسید فلزی مکمل) دو فناوری مختلف برای ثبت تصاویر دیجیتالی هستند. هر کدام دارای نقاط قوت و ضعف منحصر به فردی هستند که در کاربردهای مختلف مزایایی دارند.
هر دو نوع تصویرگر نور را به بار الکتریکی تبدیل کرده و آن را به سیگنال های الکترونیکی پردازش می کنند. در حسگر CCD، شارژ هر پیکسل از طریق تعداد بسیار محدودی از گره‌های خروجی (اغلب فقط یک عدد) منتقل می‌شود تا به ولتاژ تبدیل، بافر شده و به عنوان سیگنال آنالوگ به خارج از تراشه ارسال شود. تمام پیکسل را می توان به جذب نور اختصاص داد و یکنواختی خروجی (یک عامل کلیدی در کیفیت تصویر) بالا است. در حسگر CMOS، هر پیکسل تبدیل شارژ به ولتاژ خاص خود را دارد و سنسور اغلب شامل تقویت‌کننده‌ها، تصحیح نویز و مدارهای دیجیتالی می‌شود، به طوری که تراشه بیت‌های دیجیتالی را خروجی می‌دهد. این توابع دیگر پیچیدگی طراحی را افزایش می‌دهند و ناحیه در دسترس برای جذب نور را کاهش می‌دهند. وقتی هر پیکسل تبدیل خودش را انجام می دهد، یکنواختی کمتر است، اما به طور انبوهی موازی است.
CCDs و تصویرگرهای CMOS هر دو در اواخر دهه 1960 و 1970 اختراع شدند (بنیانگذار DALSA دکتر ساواس چمبرلین در توسعه هر دو فناوری پیشگام بود). CCD غالب شد، عمدتاً به این دلیل که آنها تصاویر بسیار برتر را با فناوری ساخت موجود ارائه می دادند. حسگرهای تصویر CMOS به یکنواختی بیشتر و ویژگی‌های کوچک‌تری نسبت به ریخته‌گری ویفر سیلیکونی در آن زمان نیاز داشتند. تا دهه 1990، لیتوگرافی به حدی توسعه یافت که طراحان می‌توانستند دوباره برای تصویرسازهای CMOS بسازند. علاقه مجدد به CMOS مبتنی بر انتظارات کاهش مصرف انرژی، ادغام دوربین روی یک تراشه و کاهش هزینه های ساخت ناشی از استفاده مجدد از منطق اصلی و ساخت دستگاه حافظه بود. دستیابی به این مزایا در عمل و در عین حال ارائه همزمان با کیفیت تصویر بالا، زمان و هزینه بسیار بیشتری را صرف کرده است.
