机器视觉CCD和CMOS图像传感器的区别主要有哪些
在搭建機器視覺系統時我們首要考慮的是圖像傳感器,如何選擇我們需要了解CCD和CMOS圖像傳感器之間的區別。可能你更經常聽到CMOS術語。那么,什么是CCD和CMOS圖像傳感器 ,它們有什么不同呢?
什么是CCD成像傳感器?
CCD代表電荷耦合器件。它是數字和機器視覺相機中用于捕捉靜止和移動物體的一種傳感器。CCD傳感器捕捉光線,并將其轉換為數字數據以轉換成圖像。在CMOS圖像傳感器引入之前,CCD傳感器被工業機器視覺系統廣泛用于質量檢查,檢查和控制。
什么是CMOS成像傳感器?
CMOS代表互補金屬氧化物半導體,這是一種為集成電路供電的技術。CMOS技術為當今的許多電子設備提供動力,包括電池,微處理器,數字和智能手機相機。與CCD傳感器不同,CMOS傳感器不需要特殊的制造技術。
CCD和CMOS圖像傳感器的區別
與較新的CMOS傳感器不同,CCD傳感器需要特殊的制造,而這通常更昂貴。因此,CCD傳感器通常具有非常高的質量和光敏感性,能夠以較低的噪音提供清晰的圖像。
CMOS傳感器制造和使用大多數微處理器使用的傳統制造技術便宜。他們也被認為是更好的能源效率。根據Jacob Fraden的“現代傳感器手冊”,CCD傳感器可以消耗高達100倍的相對CMOS圖像傳感器的功率。
簡而言之,您很可能會找到一款配備CCD成像傳感器的相機,其中光敏度是一個重要的因素,或者高質量,高分辨率的圖像使所有的差異。
深入挖掘:CCD與CMOS圖像傳感器
由于其功率效率和成本效益,目前大多數生產環境使用CMOS傳感器驅動的機器視覺相機。隨著時間的推移,技術也在不斷發展,CMOS圖像傳感器現在可以生成噪聲較小的圖像。CMOS傳感器上的每個像素都有自己的C2V(電荷 - 電壓)轉換,因此每個電荷都以數字方式輸出。正因為如此,CMOS傳感器在處理速度和功率效率方面遠遠超過。
CCD傳感器具有有限數量的節點來轉換傳感器上的每個像素電荷。這會導致處理速度變慢。但是,由于所有的像素都可以用于CCD結構上的光線捕捉,因此整體輸出更加清晰明亮。
對于機器視覺而言,重要的KPI指處理速度和圖像噪聲。CMOS傳感器允許每個像素進行數字轉換,從而帶寬更低。或者,高速CCD傳感器不像高速CMOS成像器那樣大規模并行。結果,每個CCD放大器具有更高的帶寬,導致產生的圖像上更大的噪聲。這就是為什么大多數工業應用都使用最新的CMOS傳感器,這種傳感器可以被設計成產生噪聲少得多的圖像。
CMOS傳感器和GigE Vision
由于機器視覺和自動化高度依賴于速度,EMVA引入了符合成像系統的機器視覺標準,以確保使用最新技術加快處理速度。GigE Vision是機器視覺系統的最新標準,可確保在極高速度下實現最佳成像。
然而,CMOS圖像傳感器已經進一步遵從10 GigE機器視覺技術。10 GigE Vision是最先進的通信協議,比前一代處理速度高出十倍。各種CMOS傳感器已被用于制造10 GigE機器視覺系統,包括最新的Sony Pregius CMOS圖像傳感器。
結合CMOS成像器的低噪聲,高速度和高功效性能,10 GigE機器視覺系統是旨在滿足超高速和快速移動環境中的成像要求的性能強大的設備。
雖然CCD圖像傳感器在市場上已經有了更長的時間,而且成熟得多,但CMOS傳感器快速發展使其成為現代工業機器視覺的首選。
總結
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