服务支持Service

电话:0755-28120021

销售: sales@yvsion.com

技术: support@yvsion.com

地址:深圳市龙华新区龙华街道龙观路


所在位置:首页 > 服务支持产品知识

CCD和CMOS工业相机的区别

    工业相机是机器视觉系统中的一个关键组件,其最本质的功能就是将光信号转变成有序的电信号。选择合适的相机也是机器视觉系统设计中的重要环节,相机的选择不仅直接决定所采集到的图像分辨率、图像质量等,同时也与整个系统的运行模式直接相关。

    工业相机又俗称摄像机,相比于传统的民用相机(摄像机)而言,它具有高的图像稳定性、高传输能力和高抗干扰能力等,市面上工业相机大多是基于CCDCharge Coupled Device)或CMOSComplementary Metal Oxide Semiconductor)芯片的相机。

ccd,cmos工业相机

    CCD的英文全称是Charge-coupledDevice,中文全称是电行耦合元件,通常称为CCD图像传感器。CCD是一种半导体器件,能够把光学影像转化为数字信号,CCD上植入的微小光敏物质称作像素(Pixel),一块CCO上包含的像素数越多,其提供的画面分辨率也就越高。CCD作用就像胶片一样,但它是把图像像素转换成数字信号,CCD上有许多排列整齐的电容,能感应光线,并将影像转变成数字信号。经由外部电路的控制,每个小电容能将其所带的电行转给它相邻的电容。

    CMOS(CompementaryMetalOxideSemiconductor)指互补金属氧化物半导体,是电压控制的一种放大器件,是组成CMOS数字集成电路的基本单元。CMOS制造工艺被应用于制作数码影像器材的感光元件,是将纯粹逻辑运算的功能转变成接收外界光线后转化为电能,再造过芯片上的模一数转换器(ADC)将获得的影像讯号转变为数字信号输出。

ccd,cmos


CMOS与CCD主要有以下不同:

1、成像过程

    CCD与CMOS图像传感器光电转换的原理相同,他们最主要的差别在于信号的读出过程不同;由于CCD仅有一个(或少数几个)输出节点统一读出,其信号输出的一致性非常好;而CMOS芯片中,每个像素都有各自的信号放大器,各自进行电行一电压的转换,其信号输出的一致性较差。但是CCD为了读出整幅图像信号,要求输出放大器的信号带宽较宽,而在CMOS芯片中,每个像元中的放大器的带宽要求较低,大大降低了芯片的功耗,这就是CMOS芯片功耗比CCO要低的主要原因。尽管降低了功耗,但是数以百万的放大器的不一致性却带来了更高的固定噪声,这又是CMOS对CCD的固有劣势。

2、集成性

    从制造工艺的角度看,CCD中电路和器件是集成在半导体单晶材料商,工艺较复杂,世界上只有少数几家厂商能够生产CCD晶元,如DALSA.SONY、松下等。CCD仅能输出模拟电信号,需要后续的地址译码器、模拟转换器、图像信号处理器处理,并且还需要提供三组不同电压的电源同步时钟控制电路,集成度非常低。而CMOS是集成在被称作金属氧化物的版单体材料上,这种工艺与生产数以万计的计算机芯片和存储设备等半导体集成电路的工艺相同,因此声场CMOS的成本相对CCD低很多。同时CMOS芯片能将图像信号放大器、信号读取电路、A/D转换电路、图像信号处理器及控制器等集成到一块芯片上,只需一块芯片就可以实现相机的所有基本功能,集成度很高,芯片级相权概念就是从这产生的。随着CMOS成像技术的不断发展,有越来越多的公司可以提供高品质的CMOS成像芯片,包括:Micron、CMOSIS、Cypress等。

3、速度

    CCD采用逐个光敏输出,只能按照规定的程序输出,速度较慢。CMOS有多个电荷一电压转换器和行列开关控制,读出速度快很多,大部分500fps以上的高速相机都是CMOS相机。此外CMOS的地址选通开关可以随机采样,实现子窗口输出,在仅输出于商口图像时可以获得更高的速度。

4、噪声

    CCD技术发展较早,比较成熟,采用PN结或二氧化硅隔离层隔离噪声,成像质量相对CMOS光电传感器有一定优势。由于CMOS图像传感器集成度高,各元件、电路之间距离很近,干扰比较严重,噪声对图像质量影响很大。随着CMOS电路消噪技术的不断发展,为生产高密度优质的CMOS图像传感器提供了良好的条件。

 

    对工业相机的选择,要以满足机器视觉系统需求为标准;对机器视觉系统的选择,要以用户生产检测、工况监控等需求为标准。因此,哪一种传感器更好,就就取决于用户的需求。例如用户需要用于高速检测的相机时,就可以选择CCD相机,而如果用户需要选择价格便宜的相机时,CMOS就是最合适的选择。所以,我们可以说CCD和CMOS都有自己不同的技术特性及市场定位,不管哪一种,只要符合用户的需求,对于工业相机来说,都是有利的。

 
 
 上一篇:工业相机镜头接口介绍
 下一篇:机器视觉工业相机的常见分类

首页 | 产品中心 | 应用案例 | 新闻中心 | 产品知识 | 公司简介 | 联系我们
版权所有 深圳市英视科技有限公司 技术支持:创世网络 粤ICP备15027873号

收起
展开