Welke van de twee typen CCD of CMOS is het meest geschikt voor industriële camera's?

Beeldsensoren zijn de kerncomponenten van diverse industriële en bewakingscamera's, draagbare recorders, digitale camera's, scanners, enz. Deze snelgroeiende markt heeft zich nu uitgebreid naar speelgoed, mobiele telefoons, PDA's, auto's en biologie. Met de snelle ontwikkeling van solid-state beeldvormingstoepassingen in de jaren '70 en '80 werden CCD-technologie en productieprocessen geoptimaliseerd op het gebied van optische eigenschappen en beeldkwaliteit. In de afgelopen 25 jaar aan het einde van de vorige eeuw heeft CCD (Charge-Coupled Device) technologie de trend van beeldsensoren geleid. Het is een beeldsensor met hoge resolutie en hoge kwaliteit die op een zeer kleine chip kan worden geïntegreerd. Echter, in de afgelopen jaren, met de snelle ontwikkeling van halfgeleiderproductietechnologie, zijn de afmetingen van geïntegreerde transistors steeds kleiner geworden en is hun prestatie steeds beter geworden. CMOS (Complimentary Metal Oxide Semiconductor, complementaire metaaloxide halfgeleider) beeldsensoren hebben zich de afgelopen jaren snel ontwikkeld en zullen waarschijnlijk bijbenen. CMOS biedt prestaties die vergelijkbaar zijn met CCD in midden- en low-end toepassingen, en het heeft een duidelijk voordeel op het gebied van prijs. Met de ontwikkeling van technologie zal CMOS ook een plaats innemen in high-end toepassingen. Dit artikel zal de twee technologieën kort introduceren en vergelijken om gebruikers enige begeleiding te bieden bij het selecteren van hun specifieke toepassingen.

Vanuit technisch oogpunt worden de volgende indicatoren vaak gebruikt om de prestaties van beeldsensoren te evalueren:

Uit de bovenstaande vergelijking kan worden geconcludeerd dat CCD en CMOS beeldsensoren hun eigen voor- en nadelen hebben. Ze zijn zowel concurrerend als complementair in de gehele markt voor beeldsensoren. In sommige gevallen zijn de twee sensoren complementair en kunnen ze in verschillende toepassingen worden gebruikt.

CCD's bieden uitstekende beeldkwaliteit, ruisonderdrukking en flexibiliteit in cameradesign. Hoewel de systeemgrootte toeneemt en de complexiteit toeneemt door de toevoeging van externe circuits, kan het circuitdesign flexibeler zijn en de prestaties van enkele speciale aandachtspunten van de CCD-camera zoveel mogelijk verbeteren. CCD is meer geschikt voor toepassingsgebieden die zeer hoge cameraperformances vereisen, maar minder strenge kostenbeheersing, zoals astronomie, medische röntgenbeelden met hoge definitie en andere wetenschappelijke toepassingen die lange belichtingstijden vereisen en strikte eisen stellen aan beeldruis.

CMOS is een beeldsensor die kan worden geproduceerd met behulp van hedendaagse grootschalige halfgeleider geïntegreerde circuitproductieprocessen. Het heeft de kenmerken van een hoge opbrengst, hoge integratie, laag energieverbruik en lage prijs. CMOS-technologie is een technologie die veel R&D-bedrijven voor beeldsensor halfgeleiders ter wereld proberen te gebruiken om CCD te vervangen. Na jaren van hard werken heeft CMOS, als beeldsensor, veel van zijn vroege tekortkomingen overwonnen en zich ontwikkeld tot een niveau dat kan concurreren met CCD-technologie op het gebied van beeldkwaliteit. Het huidige niveau van CMOS maakt ze meer geschikt voor toepassingen die kleine ruimte, kleine afmetingen en laag energieverbruik vereisen, maar geen bijzonder hoge eisen stellen aan beeldruis en kwaliteit. Bijvoorbeeld, de meeste industriële inspectietoepassingen met hulpverlichting, beveiligings- en veiligheidstoepassingen, en de meeste consumenten commerciële digitale camera-toepassingen.

Momenteel is CCD nog steeds beter dan CMOS op het gebied van prestaties. Echter, met de voortdurende vooruitgang van CMOS beeldsensortechnologie, gebaseerd op zijn eigen voordelen van integratie, laag energieverbruik en lage kosten, zijn de ruis en gevoeligheid aanzienlijk verbeterd, en de kloof met CCD-sensoren is voortdurend kleiner geworden. Sommige mensen in de industrie geloven zelfs dat de toekomstige sensormarkt gedomineerd moet worden door CMOS. Dus, welke sensor is geschikter voor de industriële cameramarkt? Of welke sensor is geschikter voor toekomstige behoeften?

Het antwoord op de bovenstaande vraag is duidelijk: er zijn veel afwegingen te overwegen bij het kiezen van een bepaalde chip. De selectie van industriële camera's moet gebaseerd zijn op de vereisten van het machine vision systeem; de selectie van het machine vision systeem moet gebaseerd zijn op de inspectie van de productie van de gebruiker, monitoring van de werkomstandigheden en andere behoeften. Daarom, voor machine vision systemen en industriële camera's, ongeacht welke sensor krachtiger is, zal hun technologische vooruitgang ongetwijfeld de ontwikkeling van de industriële cameramarkt en de machine vision industrie enorm bevorderen.