حسگر تصویر در دوربین مداربسته یا Image Sensor چیست؟

نحوه عملکرد حسگر تصویر دوربین مداربسته

• تقریبا تمام چیپ های تصویر کنونی از نیمه هادی  حساس به نور استفاده می کنند. این نیمه هادی ها طوری ساخته شده اند که با برخورد نور به آنها مقداری مشخص از نور را خود عبور می دهند.
• با استفاده از قرار دادن تعداد زیادی از نیمه هادی ها – که به آنها سلول نوری می گویند؛ در کنار هم می توان سطحی ساخت که با برخورد نور یک تصویر به آن تصویر را به صورت سیگنال الکتریکی درآورد.
• البته چیپ های تصویر حساسیتی به رنگ ندارند، پس تنها می توانند تصویر سیاه و سفید را ثبت کنند. برای حل این مشکل از راه حلی ساده استفاده شده که در ادامه به آن اشاره می کنیم.
• برای این منظور، سه فیلتر متفاوت (برای سه رنگ اصلی سبز، قرمز و آبی) بر روی چیپ تصویر قرار داده می شود. این سلولهای مختلف نوری مسئول اندازگیری رنگ های متفاوت در تصویر می شوند. از کنار هم قرار دادن این رنگ ها، یک تصویر یکپارچه و رنگی ایجاد می شود.

برای شناسایی یک حسگر مناسب در دوربین مداربسته باید به ویژگی هایی همچون رزولوشن، تکنولوژی چیپ تصویر، حساسیت به نور و بازه داینامیک آن توجه نمود که در ادامه هر یک را به تفصیل شرح می دهیم.

1. رزولوشن یا تفکیک پذیری:

مشخصه ای که احتمالا همه شما با آن آشنا هستید، تفکیک پذیری یا رزولوشن حسگر است. رزولوشن یک حسگر نشان میدهد که چقدر می تواند جزئیات مختلف را دریافت کند. برای نشان دادن رزولوشن تصویر یک چیپ تصویر از واحد پیکسل یا مگا پیکسل (به معنای میلیون پیکسل) استفاده می شود.

برای ساختن هر پیکسل حداقل به یک سلول نوری نیاز است. پس هر مگا پیکسل از رزولوشن نیاز به یک میلیون سلول نوری دارد. طبیعتا هرچقدر تعداد سلول های نوری یک چیپ تصویر بالاتر برود قیمت آن هم بالاتر می رود.

2. تکنولوژی چیپ تصویر:

از نظر تکنولوژی ساخت یک چیپ تصویر یا می توان CMOS باشد یا CCD. هر یک از این دو تکنولوژی نقاط قوت و ضعف خود را دارد. تفاوت ساختار این دو چیپ کمی تخصصی است. در مقاله ای جداگانه به تفاوت چیپ تصویر CMOS با CCD می پردازیم.

از قدیم چیپ های CCD از CMOSها گران قیمت تر بودند و البته کیفیت تصویر بهتری داشتند. با گذشت زمان و پیشرفت علم، چیپ های CMOS توانستند در رقابت برنده شوند. امروزه تقریبا تمام دوربین های مداربسته از چیپ CMOS استفاده می کنند.

3. حساسیت به نور:

 میزان حساسیت به نور یک چیپ تصویر مشخص می کند که برای ساختن تصویر به چقدر نور نیاز دارد. هرقدر نور مورد نیاز چیپ تصویر کمتر باشد کیفیت آن بالاتر است. اگر بخواهید از دوربین در یک محیط کم نور استفاده کنید، بهتر است به حساسیت چیپ تصویر آن توجه ویژه ای داشته باشید.

4. بازه داینامیک (Dynamic range):

بازه داینامیک یک حسگر تصویر نشان می دهد که این چیپ می تواند چقدر اختلاف سطح نور را دریافت کند. این مشخصه زمانی اهمیت پیدا می کند که نیاز به دریافت تصویر در محیطی با اختلاف زیاد سطح نور دارید.

به عنوان مثال، پارکینگی تاریک با یک ورودی خیلی پر نور. از این رو اگر بازه داینامیک دوربین پایین باشد، محیط داخلی کاملا سیاه دیده می شود و محیط بیرونی کاملا سفید.

اندازه سنسور تصویر دوربین مدار بسته

اندازه سطح سنسور دوربین مداربسته تا حد زیادی بر روی کیفیت تصاویر آن تاثیر می گذارد. از این رو می توان گفت؛ هر چقدر سطح سنسور بزرگتر باشد، به تناسب آن کیفیت تصویر نیز بهتر خواهد بود. رایج ترین سایز سنسور در دوربین های مداربسته “1.3 است.

انواع سنسور تصویر دوربین مداربسته

معمولا در دوربین های مداربسته از دو نوع سنسور تصویر CMOS و یا CCD استفاده می شود. از این میان عموما از چیپ CMOS در دوربین های پیشرفته و از چیپ CCD غالبا در دوربین های معمولی استفاده می شود.

دوربین هایک ویژن امروزی عمدتا از چیپ های تصویر CMOS با روزولشن های متفاوت، حساسیت های مختلف نسبت به نور و بازه های داینامیک متفاوت استفاده می کنند.