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机器视觉系统中的CCD工业相机和CMOS工业相机的区别
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时间:2021-05-31 10:10:51

       机器视觉系统中的工业相机按照芯片类型可以分为CCD相机和CMOS相机。那么什么是CCD?什么是CMOS?接下来跟着北京盈美智小编一起来了解一下。

       图像传感器是工业相机的核心感光元件,目前图像传感器主要分为两种:CCD和CMOS。CCD(Charge Coupled Device)是指"电荷耦合器件",CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductors)是指互补金属氧化物半导体,这两种图像传感器感光原理类似,基本上都是利用感光二极管进行光与电的转换,将图像转换为数字信息。它们的主要区别是数字信号传送方式不同。

       如图1所示,CCD图像传感器每一行中每一个像素(pixel)电荷信号都会依序传送到下一个像素中,由最底端的部分输出,再经由传感器边缘的放大器进行放大输出;而在CMOS图像传感器中,每个像素都会连接一个放大器及模数转换电路,用类似内存电路的方式将信号输出。

 CCD工业相机和CMOS工业相机的芯片结构

图1    CCD和CMOS图像传感器芯片结构

       CCD和CMOS图像传感器的结构和工作原理的差异,导致其特性有所不同。CCD图像传感器在分辨率、灵敏度以及噪声控制等方面均优于CMOS图像传感器,CMOS图像传感器则具有低耗电、低成本以及高整合度的特性。

       现在,随着图像传感器制造技术的不断进步,两者的差异正在逐渐缩小。

       例如CCD图像传感器不断降低耗电量,以期应用于移动通讯市场,如近年来基于CCD的ToF图像传感器进入市场。而CMOS图像传感器则持续提升分辨率与灵敏度,以期应用于更高级的影像产品市场。

CCD工业相机和CMOS工业相机

图2   CCD工业相机和CMOS工业相机

       虽然业界普遍认为CMOS取代CCD是必然趋势,在2015年CCD图像传感器的主要制造商索尼公司甚至发布了其终止量产CCD的时间表。不过目前来看,很多工业或专业应用领域基于CCD图像传感器技术仍占据重要地位,在相当长的一段时间内,两者应该是共存的关系。

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