Πώς έχουν αλλάξει οι βιομηχανικές κάμερες τα τελευταία δέκα χρόνια;

Κοιτάζοντας πίσω στην ιστορία ανάπτυξης των βιομηχανικών καμερών τα τελευταία 50 χρόνια, δεν είναι δύσκολο να διαπιστώσουμε ότι οι κάμερες CCD και οι κάμερες CMOS συνυπάρχουν εδώ και πολύ καιρό και καταλαμβάνουν ολόκληρη την αγορά βιομηχανικών καμερών. Κοιτάζοντας προς το μέλλον, οι ψηφιακές κάμερες θα αντικαταστήσουν τις αναλογικές κάμερες και θα γίνουν το κλειδί για την ανάπτυξη της τεχνολογίας μηχανικής όρασης. Αντιμέτωποι με τη ζήτηση της αγοράς, γιατί οι κάμερες CCD και οι κάμερες CMOS μπορούν να συνυπάρχουν για μεγάλο χρονικό διάστημα; Τι πλεονεκτήματα έχουν οι ψηφιακές βιομηχανικές κάμερες που μπορούν να τις οδηγήσουν στην κορυφή;

Η εταιρεία Dior ανέλυσε την τάση ανάπτυξης των προτύπων βιομηχανικών καμερών από τρεις πτυχές: ταξινόμηση βιομηχανικών καμερών, διαφορές μεταξύ καμερών CCD και CMOS, και πλεονεκτήματα ψηφιακών καμερών, και έκανε προβλέψεις ανάπτυξης για τις αντίστοιχες απαιτήσεις της αγοράς. Τα ακόλουθα είναι τα συγκεκριμένα περιεχόμενα:

Η επιλογή των βιομηχανικών καμερών καθορίζεται γενικά με βάση τις ανάγκες, και είναι ιδιαίτερα σημαντικό να είστε εξοικειωμένοι με την ταξινόμηση των βιομηχανικών καμερών.

• Σύμφωνα με τον τύπο του τσιπ, μπορεί να χωριστεί σε κάμερες CCD και κάμερες CMOS.
• Σύμφωνα με τα δομικά χαρακτηριστικά του αισθητήρα, μπορεί να χωριστεί σε κάμερες γραμμικής σάρωσης και κάμερες περιοχής σάρωσης.
• Σύμφωνα με τη μέθοδο σάρωσης, μπορεί να χωριστεί σε κάμερες πλεγμένης σάρωσης και κάμερες προοδευτικής σάρωσης.
• Σύμφωνα με την ανάλυση, μπορεί να χωριστεί σε κάμερες κανονικής ανάλυσης και κάμερες υψηλής ανάλυσης.
• Σύμφωνα με τον τρόπο εξόδου σήματος, μπορεί να χωριστεί σε αναλογικές κάμερες και ψηφιακές κάμερες.
• Σύμφωνα με την έξοδο χρώματος, μπορεί να χωριστεί σε μονόχρωμες (ασπρόμαυρες) κάμερες και έγχρωμες κάμερες.
• Σύμφωνα με την ταχύτητα εξόδου σήματος, μπορεί να χωριστεί σε κάμερες κανονικής ταχύτητας και κάμερες υψηλής ταχύτητας.
• Σύμφωνα με το εύρος συχνότητας απόκρισης, μπορεί να χωριστεί σε κάμερες ορατού φωτός (κανονικές), υπέρυθρες κάμερες, κάμερες υπεριώδους ακτινοβολίας, κ.λπ.

Οι αρχές λειτουργίας των καμερών CCD και CMOS είναι βασικά οι ίδιες. Οι διαφορές έγκεινται στην απόδοσή τους, συμπεριλαμβανομένων:

• Διαφορά θορύβου. Δεδομένου ότι κάθε φωτοευαίσθητο δίοδο CMOS χρειάζεται να αντιστοιχιστεί με έναν ενισχυτή, ενώ η CCD χρειάζεται μόνο έναν ενισχυτή που τοποθετείται στην άκρη του τσιπ, σε σύγκριση με το CMOS, η CCD έχει σχετικά λιγότερο θόρυβο και η ποιότητα της εικόνας θα είναι αντίστοιχα υψηλότερη.
• Διαφορά κατανάλωσης ενέργειας. Το CMOS χρησιμοποιεί μια ενεργή μέθοδο λήψης εικόνας, ενώ η CCD χρησιμοποιεί μια παθητική μέθοδο λήψης, οπότε η CCD καταναλώνει περισσότερη ενέργεια από το CMOS.
• Διαφορά ανάλυσης. Δεδομένου ότι κάθε pixel του CMOS είναι πιο περίπλοκο από το CCD, αλλά το μέγεθος του pixel δεν φτάνει στο επίπεδο του CCD, επομένως, όταν το CCD και το CMOS έχουν το ίδιο μέγεθος, η ανάλυση του CCD είναι συνήθως ελαφρώς υψηλότερη.
• Διαφορά ευαισθησίας. Επειδή το CMOS διαβάζει σήματα απευθείας από τα σημεία, ενώ η CCD διαβάζει σήματα έμμεσα από τις γραμμές, η ευαισθησία της CCD είναι υψηλότερη από αυτή του CMOS.
• Διαφορά κόστους. Δεδομένου ότι ο έλεγχος της απόδοσης της CCD είναι πιο δύσκολος από αυτόν του CMOS, το κόστος κατασκευής της CCD είναι σχετικά υψηλότερο από αυτό του CMOS. Με άλλα λόγια, ποιο πρότυπο βιομηχανικής κάμερας είναι η τάση ανάπτυξης καθορίζεται πλήρως από τις ανάγκες των πελατών και τη ζήτηση της αγοράς. Για παράδειγμα, εάν η αγορά χρειάζεται κάτι φθηνό και χαμηλής κατανάλωσης ενέργειας, τότε οι κάμερες CMOS θα είναι η τάση ανάπτυξης. εάν η αγορά χρειάζεται υψηλή ανάλυση και καλή φωτοευαισθησία, τότε οι κάμερες CCD θα είναι η τάση ανάπτυξης.

Ας δούμε τις διαφορές μεταξύ ψηφιακών και αναλογικών καμερών. Στην πραγματικότητα, οι περισσότεροι συμμετέχοντες στην αγορά πιστεύουν ότι η ψηφιοποίηση θα είναι η τάση ανάπτυξης στον τομέα της μηχανικής όρασης και είναι ο τυπικός τύπος βιομηχανικών καμερών. Είναι πολύ αισιόδοξοι για την προοπτική των ψηφιακών καμερών να αντικαταστήσουν τις αναλογικές κάμερες. Στη συνέχεια, ας επικεντρωθούμε στις ψηφιακές κάμερες. Οι ψηφιακές βιομηχανικές κάμερες χωρίζονται σε τέσσερις κατηγορίες σύμφωνα με διαφορετικά πρότυπα διεπαφής:

• Το USB έχει τα πλεονεκτήματα του χαμηλού κόστους, της γρήγορης ταχύτητας μετάδοσης, της εύκολης χρήσης, της ευέλικτης σύνδεσης και της ανεξάρτητης τροφοδοσίας.
• Το 1394 έχει σχετικά υψηλό κόστος, αλλά η ταχύτητα μετάδοσης είναι ταχύτερη.
• Το CameraLink μπορεί να λύσει το πρόβλημα της μετάδοσης μεγάλων δεδομένων.
• Το Gige μπορεί να λύσει το πρόβλημα της μετάδοσης μεγάλων αποστάσεων.

Από αυτή την άποψη, η επιλογή των προτύπων εξακολουθεί να καθορίζεται με βάση τη ζήτηση της αγοράς.