حسگر تصویر در دوربین مداربسته چیست و چه کاربردی دارد ؟
دوربین مداربسته از قطعات زیادی ساخته شده که هدف نهایی این قطعات ارائه تصاویر با کیفیت بالا به کاربر است یکی از اجزای مهم در دوربین مداربسته حسگرهای تصویر یا Image Sensor می باشد.حسگر ها نقش مهمی در دوربین های مداربسته ایفا می کنند و در انواع مختلفی وجود دارند کاربرد حسگر تصویر در دوربین مداربسته تبدیل نور به سیگنال های الکتریکی می باشد از این طریق دوربین مداربسته قادر به ضبط تصاویر دیجیتال می باشد
حسگر های دوربین مداربسته شامل یک صفحه سیلیکونی است که تعداد زیادی فتوسایت بر روی آن قرار گرفته است این فتوسایت ها حساسیت زیادی نسبت به نور دارند و قادر به جذب نور دریافتی می باشند و در نهایت این نور را تبدیل به سیگنال های الکتریکی می نمایند.این فتوسایت ها با کمک فیلتر های رنگی که بر روی سطح آن ها قرار دارد قادر به ارائه تصاویر رنگی می باشند.
اجزای تشکیل دهنده سنسور تصویر:
چیپ حسگر تصویر شامل پیکسل هایی است که از عناصر حساس به نور ،لنز های میکرو و اجزای میکرو الکتریکی تشکیل شده است در پشت سنسور پدهای تماسی قرار گرفته شده که سیگنال ها توسط پیوند های سیمی به پد های تماسی انتقال پیدا می کنند
جهت حفاظت پیوند های سیمی از آسیب های فیزیکی قاب دور چیپ سنسور قرار گرفته است اما برای محافظت از چیپ سنسور و سیم ها یک شیشه شفاف بر روی قاب مربعی شکل قرار گرفته است تا اجازه ورود نور را به این ناحیه حساس بدهد
نحوه عملکرد سنسور تصویر در دوربین مداربسته :
تصویری که از دوربین مداربسته روی مانیتور میبینیم در اثر امواج نور می باشد که به سطح جسم برخورد کرده استو به سمت دوربین بازتاب شده است. زمانی که نور وارد دوربین مداربسته می شود به اولین قطعه ای که میرسدلنز دوربین است که وظیفه لنز دوربین تجمیع نور های ورودی است در قدم بعد این نور ها به سنسور تصویر می رسند و با استفاده از فتوسایت هایی که بر روی سنسور تصویر قرار دارد جذب می شود و به سیگنال های الکتریکی تبدیل می شود
ویژگی سنسورهای تصویر ایده آل:
1.رزولوشن تصویر:
تعداد سلول های نوری به کار رفته در چیپ تصویر میزان پیکسل آن را نشان می دهند که هر چه تعداد سلول های نوری به کار رفته در چیپ بیشتر باشد یا به عبارتی پیکسل بالاتر باشد تصویر دریافتی با کیفیت تر خواهد بود
واحد پیکسل یا مگا پیکسل برا ینشان دادن میزان رزولوشن به کار می برند در نتیجه هر چه رزولوشن سنسور افزایش یابد کیفیت تصویر هم بالاتر می رود.
2.سایز سنسور تصویر:
هر چه سطح سنسور تصویر بزرگتر باشدکیفیت تصویر دوربین مداربسته هم بهتر خواهد بود
رایج ترین ساز های سنسور تصویر 3/1 ،2/1 و 3/2 اینچ هستند.
حسگر 3/2 اینچ : منسب برای هدف های دور در محیط های بسیار کم نور می باشد.
حسگر 2/1 اینچ: یک نقطه دید برای بسیاری از دوربین های نظارتی با حساسیت قابل قبول فراهم می نماید
حسگر 3/1 اینچ :عملکرد خوبی با نور کم و اندازه فریم بالا ارائه می دهد.
رایج ترین سایز سنسور تصویر 3/1 اینچ می باشد.
3.حساسیت به نور :
همان طور که گفتیم فتوسایت های موجود در سنسور های تصویر حساسیت زیادی نسبت به نور دارند اما هر چه این حساسیت بیشتر باشد سنسور های تصویر دوربین مداربسته از کیفیت بالاتری برخوردار هستند به دلیل اینکه هر چه سنسور تصویر نیاز به نور کمتری برای نمایش تصویر داشته باشد می تواند در نور کم تصویر با کیفیت تری نمایش دهد
4.WDR یا گستره دینامیکی :
یکی دیگر از عواملی که در کیفیت تصویر نقش مهمی دارد اختلاف سطح نور در یک محیط می باشد زمانی که اختلاف سطح نور در یک محیط زیاد باشد سبب می شود که تصویر سیاه شود که گستره دینامیکی یا ویژگی WDR با استفاده از تنظیم نور در محیط مانع از سیاه شدن تصویر می شود.
انواع سنسور تصویر دوربین مداربسته:
- سنسور CCD
- سنسور CMOS
سنسور Charged Coupled Device که به اختصار CCD نامیده می شود. سنسور های CCD اجزای الکتریکی پیچیده ای هستند که از عناصر نیمه رسانای حساس به نور تشکیل شده است نوری که بر روی پیکسل های سنسور CCD می افتد از طریق یک یا چند گره خروجی ،از چیپ منتقل می شود این نور سپس به سطح ولتاژ تبدیل شده نگهداری می شود و به عنوان یک سیگنال آنالوگ ارسال می شود سپس این سیگنال ها تقویت می شود و به کمک یک مبدل A/D به اعداد تبدیل می شوند.
سنسور CMOS مخفف عبارت Complementary Metal Oxid Semiconductor است که به معنی نیمه هادی فلز اکسید مکمل میباشد.سنسور CMOS یک تراشه الکترکی است که فوتون ها را برای پردازش دیجیتال به الکترون تبدیل می کند برخلاف سنسور های CCD، چیپ های CMOS دارای آمپلی فایر و مبدل های A/D هستند که سبب کاهش هزینه ها می گردد.
تفاوت های سنسور CCD و CMOS :
اصلی ترین تفاوت در سنسور CMOD و CCD در شیوه خواندن اطلاعات می باشددر سنسور CCD پیکسل ها پس از دریافت نور آن ها را به لبه تراشه میرسانند تا از آنجا منتقل گردد اما در سنسور CMOS خود پیکسل ها نور را منتقل میکنند.
حساسیت نوری در سنسور تصویرCCD نسبت به سنسور تصویر در CMOS میباشد به همین دلیل حسگر تصویرCCD تصاویر با وضوح بالاتری را ارائه می دهند.
سرعت تشکیل تصویر در سنسور CMOS بیشتر از سنسورCCD میباشد.
در سنسور CCD به خاطر قطعات الکترونیکی بیشتری که در آن به کاررفته مصرف برق بیشتری دارد اما سنسور CMOS مصرف برق کمتری دارد و به صرفه تر است.
به علت استفاده از قطعات الکترونیکی بیشتر در سنسور تصویر CCD معمولا قیمتی بالاتر از سنسورهای تصویر CMOS دارند.
*مقایسه کلی : دوربین مداربسته CMOS تصاویری که ارائه می دهند دارای فریم سریع تر و مصرف برق کمتر و صرفه جویی در هزینه ها نسبت به دوربین مداربسته با سنسور CCD میباشد اما وضوح تصویر در دوربین های مداربسته با سنسور CCD بیشتر از دوربین مداربسته با تکنولوژی CMOS میباشد.
برخی از مهمترین تولید کنندگاه سنسور تصویر عبارتند از :
SOI، Galaxy Core ، Aptina ، Omnivision ،Sony ،Smart sense ،Mierow و …
البته بهترین و با کیفیت ترین سنسور های تصویر موجود در بازار تولید شرکت Sony بوده به همین دلیل قیمت دوربین هایی با سنسور Sony به مراتب بیشتر از بقیه دوربین ها می باشد.
3 نظرات