مقاله نگاهى به تفاوت سنسورهاى CCD و CMOS

مقاله نگاهى به تفاوت سنسورهاى CCD و CMOS

بخشهایی از متن:

همانطور كه در گذشته خوانده اید، تفاوت اساسى دوربین هاى دیجیتال با دوربین هاى اپتیكال (فیلمى) در آن بود كه دوربین هاى دیجیتال فاقد فیلم بودند. این دوربین ها حاوى یك سنسور بودند كه نور را به بارهاى الكتریكى تبدیل مى كردند.

ابعاد سنسورهاى تصویرى از ابعاد فیلم كوچك تر است. براى مثال ابعاد هر فریم از یك فیلم ۱۳۵ معمولى ۲۴ میلیمتر در ۳۶ میلیمتر است. اما سنسورى كه براى ایجاد یك تصویر ۳/۱ مگاپیكسل استفاده مى شود حدوداً ۵ میلیمتر در ۷ میلیمتر است.

سنسورهاى تصویرى انواع مختلفى دارند. سنسور تصویرى كه توسط اكثر دوربین هاى دیجیتال استفاده مى شود از نوع CCD (Charge Coupled Device) است. برخى دیگر از دوربین ها از سنسور CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) استفاده مى كنند. اگرچه سنسورهاى CMOS به زودى گسترش مى یابند و استفاده از آنها در دوربین هاى دیجیتال رایج تر مى شود، اما هیچگاه نمى توانند جاى سنسورهاى CCD را بگیرند.

هر سنسور CCD مجموعه اى از دیودهاى حساس به نور كوچك است كه فوتون (نور) را به الكترون (بار الكتریكى) تبدیل مى كند. این دیودها كه فتوسایت نامیده مى شوند، به نور حساس هستند. هر اندازه نور شدیدترى به یك فتوسایت تابیده شود، بار الكتریكى بیشترى در آن فتوسایت القاء مى شود.
سنسورهاى CMOS نیز به روش مشابهى نور را به بار الكتریكى تبدیل مى كنند. پس از این مرحله مقادیرى بار الكتریكى روى هر فتوسایت باید خوانده شود. تفاوت اساسى این دو سنسور در روش خواندن مقادیر بارهاى الكتریكى است. در سنسورهاى CCD بار الكتریكى به همان صورت وارد یك تراشه مى شود و به صورت درایه اى از درایه هاى یك ماتریس دو بعدى قابل خواندن است. سپس مقدار این درایه ها (كه هنوز آنالوگ هستند) توسط یك مبدل آنالوگ به دیجیتال به اطلاعات رقمى تبدیل مى شود. در سنسورهاى CMOS هر پیكسل چندین ترانزیستور به همراه دارد كه وظیفه آنها تقویت بارهاى الكتریكى در لحظه دریافت نور است. اگرچه تقویت نور توسط ترانزیستورها در هر پیكسل مستلزم وجود مدارات پیچیده ترى نسبت به سنسورهاى CCD است، اما از آنجا كه تك تك پیكسل هاى این سنسورها به صورت مجزا قابل دسترسى هستند، این سنسورها از قابلیت انعطاف بیشترى برخوردارند.
...

تلاش براى ساده كردن تكنولوژى اطلاعات 

پیروزى بر پیچیدگى

جان مائدا مى گوید: «كامپیوتر مرا دشمن خودش مى داند، به هر چیزى كه دست مى زنم كار نمى كند.» آن ابزارهاى (Plug and play) مانند پرینترها و دوربین هاى دیجیتال را در نظر بگیرید كه هر كامپیوتر شخصى على الظاهر به طور خودكار به محض آن كه این وسایل از طریق سوراخى به نام پورت USB در پشت كامپیوتر به آن وصل مى شوند آنها را شناسایى مى كند. آقاى مائدا مى گوید هر گاه یكى از چنین ابزارهایى را به كامپیوترش وصل مى كند، یك پیغام خطاى طولانى و غیرقابل فهم از سوى ویندوز بر روى صفحه مونیتور ظاهر مى شود. اما او بر مبناى تجربه تلخش مى داند كه جان كلام در این پیغام طولانى جواب منفى است.

مشكلات آقاى مائدا در نگاه اول ممكن است خیلى شایسته توجه به نظر نرسد. چه كسى است كه مختل شدن ویندوز و رى بوت شدن (reboot) آن بدون این كه شما آن را آغاز كرده باشید، دان لود كردن بى پایان برنامه هاى ضد ویروس براى بازیابى هاردیسك هاى در شرف نابودى وررفتن با كابل ها و دستگاه براى به كار انداختن پرینتر گاهى قطع امید كردن را تجربه نكرده باشد؟ با این حال آقاى مائدا یك كاربر پیر تكنولوژى هراس نیست. او داراى درجه فوق لیسانس علوم كامپیوتر و درجه دكترا در طراحى میانجى ها (interface) (كامپیوتر) است و در حال حاضر استاد طراحى كامپیوتر در موسسه تكنولوژى ماساچوست (MIT) است.