5 principali differenze tra telecamere industriali CCD e CMOS

CCD e CMOS sono due tecnologie di immagine comunemente utilizzate. La differenza principale tra loro risiede nei diversi metodi di trasmissione. Le persone che hanno utilizzato fotocamere avranno sicuramente familiarità con questi due termini, ma non conoscono molto le differenze di prestazioni tra loro. Qui verrà fornita una semplice spiegazione comparativa.

1. Differenza di rumore:

   Poiché ogni fotodiodo CMOS necessita di essere abbinato a un amplificatore, se calcolato in termini di megapixel, sono necessari milioni di amplificatori. Tuttavia, gli amplificatori sono circuiti analogici ed è difficile rendere coerente ogni risultato. Il CCD necessita solo di un amplificatore posizionato sul bordo del chip. Rispetto al CMOS, il suo rumore è relativamente ridotto, il che migliora notevolmente la qualità dell'immagine.

2. Differenza di consumo energetico:

   Il CMOS utilizza un metodo di acquisizione attiva dell'immagine e la carica generata dal diodo fotosensibile viene amplificata e emessa direttamente dal transistor adiacente; mentre il CCD utilizza un metodo di acquisizione passiva e deve essere applicata una tensione di 12~18V per spostare la carica in ogni pixel nel canale di trasmissione. Pertanto, il CCD deve progettare circuiti di alimentazione più precisi e resistere alla tensione, il che rende il consumo energetico del CCD molto più elevato rispetto al CMOS. Secondo i calcoli, il consumo energetico del CMOS è solo 1/8~1/10 di quello del CCD.

3. Differenza di risoluzione:

   Poiché ogni pixel del CMOS è più complesso di quello del CCD e la sua dimensione dei pixel è difficile da raggiungere il livello del CCD, quando confrontiamo CCD e CMOS della stessa dimensione, la risoluzione del CCD è solitamente migliore di quella dei sensori CMOS. Ad esempio, la fotocamera CCD con una dimensione dei pixel di 4,40 µm*4,40 µm prodotta da Weishi Digital Image Technology Co., Ltd. ha una risoluzione di 1628*1236, mentre la fotocamera CMOS con una dimensione dei pixel di 5,2 µm*5,2 µm ha una risoluzione di 1280*1024. I risultati del confronto mostrano chiaramente che la risoluzione del CCD è superiore a quella del CMOS per le stesse dimensioni, il che significa che la qualità dell'immagine è migliore di quella del CMOS.

4. Differenza di sensibilità:

   Poiché il segnale CMOS è un segnale di carica in unità di punti, mentre il CCD è un segnale di corrente in unità di righe. Durante la lettura dei segnali, il CMOS legge i segnali direttamente dai punti, mentre il CCD legge i segnali indirettamente dalle righe. Pertanto, quando la dimensione dei pixel è la stessa, la sensibilità del CMOS è inferiore a quella del CCD.

5. Differenza di costo:

   Poiché il CMOS è lo stesso del processo di produzione dei circuiti integrati su larga scala esistenti, le strutture periferiche possono essere integrate nel chip del sensore in una sola volta, risparmiando notevolmente il costo dei chip periferici; il CCD utilizza il trasferimento di carica per emettere dati. Finché una trasmissione di pixel fallisce, un'intera riga di dati non verrà trasmessa normalmente. Pertanto, controllare il tasso di rendimento del CCD è molto più difficile rispetto al CMOS. Pertanto, il costo di produzione del CCD è relativamente più elevato rispetto ai sensori CMOS.

Riassunto: Sebbene le fotocamere industriali CCD siano migliori del CMOS in termini di qualità dell'immagine, dimensioni della risoluzione, sensibilità, ecc., il CMOS presenta le caratteristiche di basso costo, basso consumo energetico e alta integrazione. Con il continuo progresso della tecnologia CCD e CMOS, la differenza tra i due diminuirà gradualmente. Attualmente, le fotocamere industriali CCD si sono impegnate a migliorare il consumo energetico, mentre il CMOS sta anche investendo molta ricerca e sviluppo per migliorare le carenze di risoluzione e sensibilità. È prevedibile che in futuro, dopo il continuo miglioramento di CCD e CMOS, entreremo in un mondo di imaging digitale più colorato.