سنسور یا حسگر در دوربین مدار بسته Image sensor  قسمتی از دوربین است که قادر است نور دریافت شده را به سیگنال‌های الکتریکی تبدیل کرده و سپس از طریق لنز تعبیه شده بر روی خود می‌تواند کیفیت‌های متفاوتی را بر مبنای واحد اینچ ارائه دهد. از این جهت به سنسور دوربین مدار بسته چشم دوربین هم گفته می‌شود. این سنسورها شامل مجموعه منظمی از پیکسل‎ها هستند که در واقع نقش فیلم‌های نگاتیو شیمیایی در دوربین‌های آنالوگ قدیمی را در این دسته از دوربین‌های مدرن دیجیتال امروزی بازی می‌کنند. لازم به ذکر است که در دوربین‌های مدار بسته؛ بخشی از فرآیند تصویربرداری توسط سنسور صورت می‌گیرد و بخش دیگر بر عهده CPU است و پردازش می‌شود. از این ‌رو یکی از قسمت‌های مختلف هر دوربینی سنسور یا حسگر آن است که از جنس سیلیکون ساخته می‌شود. همچنین کیفیت نهایی تصویر ضبط شده از طریق دوربین‌های مدار بسته به نوع و کیفیت سنسور به کار رفته شده در آن بستگی دارد. لازم به ذکر است که از این سنسورها علاوه بر دوربین‌های مدار بسته در سایر تجهیزات تصویربرداری نیز استفاده می‌شود. در مقاله پیش‌رو سعی داریم به آشنایی با انواع سنسور دوربین مدار بسته پرداخته و از ابعاد مختلفی به بررسی مشخصات و ویژگی‌های آن بپردازیم.

سنسور دوربین مدار بسته چیست؟

به منظور آشنایی با انواع سنسور دوربین مدار بسته لازم است اشاره کنیم که سنسورهای دوربین مدار بسته قطعات سخت افزاری در داخل دوربین هستند که جز مهم‌ترین قسمت‌های یک دوربین مدار بسته محسوب می‌شوند و در زمان خرید باید به مشخصات آن توجه ویژه داشت. قطعا هر چه میزان کیفیت سنسور بالاتر رود بر روی قیمت تمام شده دوربین‌ها تاثیرگذار است. سنسورها یا حسگرهای دوربین‌های مدار بسته شامل یک صفحه سیلیکونی با تعداد زیادی فتوسایت قرار داده شده بر روی آن است؛ که در واقع این فتوسایت‌ها هستند که به دلیل حساسیت فوق العاده خود به نور موجود در محیط آن‌را جذب کرده و تبدیل به سیگنال‌های الکتریکی می‌کنند. لازم به ذکر است در صورت رنگی بودن دوربین؛ بر روی فتوسایت یک فیلتر رنگی قرار داده شده است که نهایتا منجر به ایجاد تصاویر رنگی در مانیتور می‌گردد. ضمنا بایستی توجه داشت که اندازه سطح سنسور دوربین مدار بسته تا حد قابل توجهی بر روی کیفیت تصاویر ضبط شده آن تاثیر می‌گذارد. بنابراین هر چقدر که سطح سنسور دوربین بزرگتر باشد؛ کیفت تصاویری که ارائه می‌دهد بهتر می‌شود. رایج‌ترین سایز سنسور در دوربین‌های مدار بسته 1.3 اینچ است.

بهترین سنسور دوربین مدار بسته

همان‌طور که پیش‌تر هم به منظور آشنایی با انواع سنسور دوربین مدار بسته اشاره شد؛ نوع سنسور دوربین مدار بسته در وضوح و کیفیت تصاویر ضبط شده از طریق آن اثر می‌گذارد. از این‌رو انتخاب بهترین ویژگی‌های مورد نظر در سنسورها؛ یکی از نکات قابل توجه در زمان خرید دوربین مدار بسته است. فاکتورهایی مانند نوع برند سازنده، ابعاد و اندازه سنسور در کیفیت آن تاثیر می‌گذارند. بهترین سنسور دوربین مدارر بسته سنسوری است که ویژگی‌های ذیل در تولید آن رعایت شده باشد:

1. حساسیت بالا نسبت به روشنایی و نور
2. مصرف انرژی پایین
3. کیفیت اجزای سازنده سنسور
4. تاثیر پذیری پایین سنسور در مقابل نویز و لرزش دوربین
5. فریم ریت سریع
6. قیمت مناسب و اقتصادی

انواع سنسور دوربین مدار بسته

معمولا دوربین‌های مدار بسته دارای دو نوع سنسور CMOS و CCD هستند که در این قسمت به منظور آشنایی با انواع سنسور دوربین مدار بسته به معرفی این دو حسگر می‌پردازیم:

سنسور تصویر دوربین مدار بسته CCD

CCD در واقع مخفف Charged coupled device است که در واقع به مفهوم همان حسگر یا سنسور دوربین است. این دسته از سنسورها دارای ابعاد گوناگونی هستند که در انواع مختلفی تولید و روانه بازار شده‌اند و سایز آن‌ها نیز اغلب با واحد اینچ نمایش داده می‌شود. این سنسور از اجزای الکتریکی نسبتا پیچیده‌ای تشکیل شده است که شامل عناصر نیمه رسانای حساس به نور است که این عناصر قادر هستند فوتون‌های نور و روشنایی ورودی به دوربین را تبدیل به الکترون کنند. لازم به توضیح است که سنسور CCD سنسور نسبتا گرانی است و استفاده از آن به دلیل وضوح بیشتر برای شناسایی چهره‌ها، تصویربرداری از پلاک خودروها و در تصویربرداری‌های نیازمند به حساسیت بالاتر متداول است. 

سنسور تصویر دوربین مدار بسته CMOS

CMOS مخفف Complementary metal oxide semiconductor است؛ این سنسور به عنوان یک سنسور پیشرفته‌ در دوربین‌های دیجیتال امروزی استفاده شده است. این دسته از سنسورها دارای توان مصرفی و قیمت پایین‌تری هستند. امروزه تمام دوربین‌های دیجیتال از حسگر CMOS استفاده می‌کنند؛ به این دلیل که این دسته از سنسورها دارای اندازه و ابعاد کوچکتری هستند و مصرف انرژی پایین‌تری دارند.

مشخصات انواع حسگر دوربین مدار بسته

به منظور آشنایی با انواع سنسور دوربین مدار بسته لازم است که اطلاعاتی در باب ویژگی‌های این قطعات کاربردی به عنوان مهم‌ترین رکن کاربردی هر دوربین به دست آورد؛ از جمله این مشخصات باید به موارد ذیل اشاره کرد:  

حساسیت به نور

اولین ویژگی انکار ناپذیر در هر سنسوری؛ میزان حساسیت آن به نور است که در زمان خرید بایستی به عنوان یک فاکتور مهم در نظر گرفته شود. لازم به توجه است که هر چه میزان نور مورد نیاز یک سنسور کاهش یاید کیفیت تصاویر بیشتر می‌شود و برای مکان‌های کم نورتر مناسب‌تر است.

بازه دینامیک

این بازه در سنسورهای دوربین سبب دریافت اختلاف نور است. به عنوان نمونه در مکان‌های تاریک که دارای ورودی نور کمتری هستند؛ این بازه سبب می‎شود که تصویر در زمان نور زیاد سفید مطلق و در نور کم سیاه مطلق شود. از همین‌رو وجود این ویژگی در دوربین‌های مدار بسته در مکان‌های تاریک مانند پارکینگ بسیار حیاتی است.

رزولوشن یا تفکیک‌پذیری

رزولوشن یا تفکیک پذیری در مبحث آشنایی با انواع سنسور دوربین مدار بسته از این جهت اهمیت پیدا می‌کند که هر چه رزولوشن یک سنسور در دوربین مدار بسته بیشتر باشد؛ تصویر را با کیفیت بهتر و با جزییات بیشتر ارائه می‌کند؛ لذا کیفیت کاربردی دوربین مدار بسته نیز افزایش می‌یابد.

فناوری چیپ تصویر

فناوری ساخت یک چیپ تصویر شامل انواع سنسورهای CCD, CMOS است که پیش‌تر در همین مقاله تحت عنوان آشنایی با انواع سنسور دوربین مدار بسته راجع به ویژگی‌های آن توضیحاتی ارائه شد؛ ولی به عنوان توضیحات تکمیلی‌تر لازم است بگوییم که فناوری در CCD به صورتی است که فوتون‌های نور را تبدیل به الکترون کرده و از یک پیکسل به پیسکل بعدی حرکت می‌کند و در نهایت تبدیل به ولتاژ می‌گردد. ولی در مقابل در فناوری CMOS فوتون‌های تبدیل شده به الکترون در خود همان پیکسل به ولتاژ الکتریکی تبدیل می‌گردند؛ در این دسته از سنسورها هر پیکسل از ترانزیستورهایی تشکیل شده است که بار الکتریکی را تقویت و به صورت مجزا برای هر پیکسل به پردازنده ارسال می‌کنند.