5 Hauptunterschiede zwischen CCD-Industriekameras und CMOS

CCD-Industriekameras und CMOS sind zwei gängige Technologien für die Bildverarbeitung. Der Hauptunterschied zwischen ihnen liegt in den unterschiedlichen Übertragungsmethoden. Personen, die Kameras verwendet haben, werden mit diesen beiden Begriffen vertraut sein, kennen aber die Leistungsunterschiede zwischen ihnen nicht gut. Hier wird eine einfache vergleichende Erklärung gegeben.

1. Rauschunterschied:

   Da jedes CMOS-Fotodiode mit einem Verstärker abgeglichen werden muss, sind bei der Berechnung in Megapixeln Millionen von Verstärkern erforderlich. Verstärker sind jedoch analoge Schaltungen, und es ist schwierig, jedes Ergebnis konsistent zu gestalten. CCD-Industriekameras benötigen nur einen Verstärker am Rand des Chips. Im Vergleich zu CMOS sind sein Rauschen und seine Geräusche relativ reduziert, was die Bildqualität erheblich verbessert.

2. Unterschied im Stromverbrauch:

   CMOS verwendet eine aktive Bildaufnahme, und die von der lichtempfindlichen Diode erzeugte Ladung wird direkt vom benachbarten Transistor verstärkt und ausgegeben; während CCD eine passive Aufnahme verwendet und eine Spannung von 12-18 V angelegt werden muss, um die Ladung in jedem Pixel in den Übertragungskanal zu bewegen. Daher muss CCD präzisere Stromkreise und eine höhere Spannungsfestigkeit entwerfen, was den Stromverbrauch von CCD viel höher macht als den von CMOS. Laut Berechnungen beträgt der Stromverbrauch von CMOS nur 1/8-1/10 des von CCD.

3. Auflösungsunterschied:

   Da jedes Pixel von CMOS komplexer ist als das von CCD und seine Pixelgröße das Niveau von CCD schwer erreichen kann, ist bei Vergleichen von CCD und CMOS gleicher Größe die Auflösung von CCD-Industriekameras in der Regel besser als die von CMOS-Sensoren.

   Zum Beispiel: Eine CCD-Kamera mit einer Pixelgröße von 4,40 µm * 4,40 µm hat eine Auflösung von 1628 * 1236, während eine CMOS-Kamera mit einer Pixelgröße von 5,2 µm * 5,2 µm eine Auflösung von 1280 * 1024 hat. Die Vergleichsergebnisse zeigen deutlich, dass bei gleicher Größe die Auflösung von CCD höher ist als die von CMOS, was bedeutet, dass die Bildqualität besser ist als die von CMOS.

4. Empfindlichkeitsunterschied:

   Da das CMOS-Signal ein Ladungssignal in Punkt-Einheiten ist, während das CCD ein Stromsignal in Zeilen-Einheiten ist. Beim Auslesen von Signalen liest CMOS Signale direkt von Punkten, während CCD Signale indirekt von Zeilen liest. Daher ist bei gleicher Pixelgröße die Empfindlichkeit von CMOS geringer als die von CCD.

5. Kostenunterschied:

   Da CMOS den gleichen Produktionsprozess wie bestehende großflächige integrierte Schaltungen verwendet, können periphere Einrichtungen auf einmal in den Sensorchip integriert werden, was die Kosten für periphere Chips erheblich spart; CCD verwendet Ladungstransfer zur Datenausgabe. Sobald eine Pixelübertragung fehlschlägt, wird eine ganze Datenzeile nicht normal übertragen. Daher ist die Kontrolle der Ausbeuterate von CCD viel schwieriger als die von CMOS. Daher sind die Herstellungskosten von CCD relativ höher als die von CMOS-Sensoren.