چیپ تصویر CCD در دوربین مداربسته چیست؟

حسگر تصویر CCD دوربین مداربسته

چیپ CCD اصلی ترین تعیین کننده کیفیت تصویر و رنگ آن می باشد. در این قطعه کوچک میلیون ها سلول نوری با عنوان پیکسل وجود دارد که به فتودیود نیز شناخته می شوند. وظیفه چیپ تصویر CCD در دوربین مداربسته تبدیل نور دریافتی به سیگنال الکتریکی است. این کار برای تشکیل تصویر دیده شده در دوربین مداربسته می باشد. همانطور که عیان است چیپ قطعه ای کوچک است که واحد اندازه گیری آن اینچ می باشد.

حسگر تصویر در دوربین مداربسته

حسگر تصویر Effio CCD چیست؟

چیپ تصویر از اجزای الکترونیکی بسیاری تشکیل شده است. یکی از آنها Effio است، البته عموما به این حسگر تصویر Effio CCD نیز گفته می شود، چرا که نقش به سزایی در عملکرد CCD دارد، در نتیجه برخی آن را به عنوان پیشوند نام حسگر لحاظ می کنند.

نقش این سنسور آنچنان برجسته است که با اضافه شدن به هر چیپ یا حسگر ویژگی ها و قابلیت هایی به آنها می بخشد که می توان آن CCD را از دیگر گروه ها جدا کند. شاید به همین خاطر است که نام این سنسور با نام حسگر همراه می باشد. از مزایا و ویژگی های آن می توان به موارد زیر اشاره کرد:

• فرکانس خروجی بالایی دارد.
• رزولوشن ارائه شده در Effio CCD از CCD ها پیشرفته تر بوده و با واحد مگاپیکسل مغایرت دارد.
• قابلیت افزایش کیفیت و وضوح تصویر ضبط شده
• ارتقا کیفیت رنگ ها
• بهره بری از دو تکنولوژی برای جلوگیری از ایجاد نویز تصویر
• زوم تصویر با کیفیت بالا

عملکرد چیپ تصویر CCD در دوربین مداربسته

دوربین مداربسته تصویر را با واحد فریم ریت ثبت می کند. در لحظه نور، از لنز عبور کرده و به سنسور Effio یا چیپ CCD برخورد می کند. روی چیپ CCD فتودیودهای (سلول نوری) بسیاری وجود دارد که هر کدام نور دریافتی را ثبت می کنند. نورهای تابیده شده حاوی فوتون بوده و برای چشم انسان مرئی می باشند.

چشم انسان: “سلول های گیرنده نور در چشم انسان فوتون ها را دریافت می کنند و با ساختار بیولوژیک خود سیگنال های حاصل از تغییرات آنها را مورد پردازش قرار داده و اطلاعات تصویر را دریافت می کنند.”

به همین صورت فوتون ها توسط سلول های نوری به الکترون و در نهایت به ولتاژ تبدیل می شوند. ولتاژ در دوربین های مداربسته آنالوگ از طریق یک تقویت کننده به سیگنال مبدل می شود. پیش از این به صورت کلی اشاره کردیم که چیپ تصویر CCD در دوربین مداربسته وظیفه تبدیل نور به سیگنال را بر عهده دارد حال بهتر است دیجیتال و آنالوگ را تفکیک کنیم. چرا که در دوربین های مداربسته دیجیتال، یک مبدل A/D به کار می رود که سیگنال های حاصل را به صورت دیجیتال تولید کند.

چیپ CCD

فیلتر RGB حسگر تصویر

جلوی چیپ CCD فیلتری قرار دارد که کمک می کند حسگر امکان تفکیک و تشخیص رنگ ها را داشته باشد. این فیلتر نشان دهنده رنگ های آبی، قرمز و سبز می باشد که باعث می شود طیف های رنگی در ویدئو با مکانیسم ایجاد تصویر در چشم انسان تطابق داشته باشد. به همین خاطر ویدئو های ضبط شده در دوربین مداربسته با کیفیت ارائه می شوند.

به علاوه CMYK نیز فلتر رنگ دیگری می باشد که شامل فیروزه ای، سرخابی، قرمز و زرد است که مانند RGB با چشم انسان سازگاری دارد. این دو فیلتر تکمیل کننده یکدیگر هستند.

عوامل تعیین کننده نوع CCD

تفکیک پذیری:
تفکیک پذیری همان رزولوشن تصویر است. اصلی که اینجا قابل توجه است اندازه سلول های نوری می باشد که تعیین کننده کاهش یا افزایش رزولوشن و تفکیک پذیری آن می باشد. دوربین های مداربسته با توجه به میزان تفکیک پذیری CCD دسته بندی می شوند. افزایش سطح تفکیک پذیری CCD در اولویت بود و حداکثر آن گزیده می شود.

اندازه:
بعد از تفکیک پذیری مشخصه ای که در نظر گرفته می شود اندازه است. اندازه ای که امروزه در ساخت CCD لحاظ می شود، یک سوم اینچ است. (اینچ=۲٫۵۴) اما تنها اندازه نمی باشد. توجه داشته باشید سایز CCD با دیافراکم لنز ارتباط دارد.

تولیدکننده:
برندهای سونی، سامسونگ و شارپ شناخته شده تر می باشد و تنها این موارد در ایران قابل دسترسی هستند. اما Agilent ،Canesta ،Canon ،Caeleste ،CMOSIS ،Dalsa، Eastman Kodak ،ESS Technology و … تعدادی از تولیدکنندگان چیپ تصویر CCD در دوربین مداربسته می باشند.

نوع و سری:
این چیپ ها بر اساس برند و مدل نیز دسته بندی می شوند. برای مثال یک شرکت تولیدکننده تمام محصولات خود را تفکیک و طبقه بندی می کند.

دسته بندی چیپ تصویر دوربین مداربسته

نتیجه گیری

چیپ یا حسگر CCD دوربین مداربسته نور محیط را دریافت کرده و به واسطه یک تقویت کننده، آن را به سیگنال تبدیل می کند. البته پیش از آن نور توسط سلول های نوری به الکترون و سپس به ولتاژ نیز تبدیل شده است. در نتیجه این مسیر تصویر قابل مشاهده با چشم انسان ایجاد می شود.

سوالات متداول

1. سیستم RGB در کدام چیپ ها به کار می روند؟
   بیشترین کاربرد آن در چیپ های Progressive Scan می باشد.
2. چرا چیپ های CCD مگاپیکسل نمی باشند؟
   CCD برای تصویر های مگاپیکسل بسیار هزینه بردار می باشد.
3. سیگنال های استاندارد تولید شده در مرحله بعد به کدام بخش می رود و تصویر حاصل را ایجاد می کند؟
   سیگنال ها به سمت خروجی دوربین می روند تا در دستگاه های ضبط و پخش ذخیره شوند.