دوربین های صنعتی در ده سال گذشته چگونه تغییر کرده اند؟

با نگاهی به تاریخچه توسعه دوربین‌های صنعتی در ۵۰ سال گذشته، به راحتی می‌توان دید که دوربین‌های CCD و CMOS مدت‌هاست که همزیستی داشته و کل بازار دوربین‌های صنعتی را اشغال کرده‌اند؛ با نگاه به آینده، دوربین‌های دیجیتال جایگزین دوربین‌های آنالوگ خواهند شد و به کلید توسعه فناوری بینایی ماشین تبدیل خواهند شد. با توجه به تقاضای بازار، چرا دوربین‌های CCD و CMOS می‌توانند برای مدت طولانی همزیستی داشته باشند؟ دوربین‌های صنعتی دیجیتال چه مزایایی دارند که می‌توانند آن‌ها را به صدر برسانند؟

شرکت دیور روند توسعه استانداردهای دوربین صنعتی را از سه جنبه طبقه‌بندی دوربین صنعتی، تفاوت بین دوربین‌های CCD و CMOS و مزایای دوربین‌های دیجیتال تشریح کرد و پیش‌بینی‌های توسعه‌ای را برای تقاضاهای بازار مربوطه ارائه داد. محتوای خاص به شرح زیر است:

انتخاب دوربین‌های صنعتی معمولاً بر اساس نیازها تعیین می‌شود و آشنایی با طبقه‌بندی دوربین‌های صنعتی بسیار مهم است.

• بر اساس نوع تراشه، می‌توان آن را به دوربین‌های CCD و دوربین‌های CMOS تقسیم کرد؛
• بر اساس ویژگی‌های ساختاری سنسور، می‌توان آن را به دوربین‌های خط اسکن و دوربین‌های ناحیه اسکن تقسیم کرد؛
• بر اساس روش اسکن، می‌توان آن را به دوربین‌های اسکن درهم تنیده و دوربین‌های اسکن پیشرو تقسیم کرد؛
• بر اساس وضوح تصویر، می‌توان آن را به دوربین‌های با وضوح معمولی و دوربین‌های با وضوح بالا تقسیم کرد؛
• بر اساس حالت سیگنال خروجی، می‌توان آن را به دوربین‌های آنالوگ و دوربین‌های دیجیتال تقسیم کرد؛
• بر اساس خروجی رنگ، می‌توان آن را به دوربین‌های تک رنگ (سیاه و سفید) و دوربین‌های رنگی تقسیم کرد؛
• بر اساس سرعت سیگنال خروجی، می‌توان آن را به دوربین‌های با سرعت معمولی و دوربین‌های با سرعت بالا تقسیم کرد؛
• بر اساس محدوده فرکانس پاسخ، می‌توان آن را به دوربین‌های نور مرئی (معمولی)، دوربین‌های مادون قرمز، دوربین‌های فرابنفش و غیره تقسیم کرد.

اصول دوربین‌های CCD و CMOS اساساً یکسان است. تفاوت‌ها در عملکرد آن‌ها وجود دارد، از جمله:

• تفاوت نویز. از آنجایی که هر دیود نوری CMOS نیاز به یک تقویت‌کننده دارد، در حالی که CCD فقط به یک تقویت‌کننده در لبه تراشه نیاز دارد، در مقایسه با CMOS، CCD نویز نسبتاً کمتری دارد و کیفیت تصویر به طور متناسب بالاتر خواهد بود؛
• تفاوت در مصرف برق. CMOS از روش فعال دریافت تصویر استفاده می‌کند، در حالی که CCD از روش غیرفعال دریافت استفاده می‌کند، بنابراین CCD نسبت به CMOS برق بیشتری مصرف می‌کند؛
• تفاوت وضوح تصویر. از آنجایی که هر پیکسل CMOS پیچیده‌تر از CCD است، اما اندازه پیکسل به سطح CCD نمی‌رسد، بنابراین، زمانی که CCD و CMOS هم‌اندازه باشند، وضوح تصویر CCD معمولاً کمی بالاتر است؛
• تفاوت در حساسیت. از آنجایی که CMOS سیگنال‌ها را مستقیماً از نقاط می‌خواند، در حالی که CCD سیگنال‌ها را به طور غیرمستقیم از ردیف‌ها می‌خواند، حساسیت CCD بالاتر از CMOS است؛
• تفاوت هزینه. از آنجایی که کنترل بازده CCD نسبت به CMOS مشکل‌تر است، هزینه تولید CCD نسبت به CMOS بالاتر است. به عبارت دیگر، اینکه کدام استاندارد دوربین صنعتی روند توسعه است، کاملاً توسط نیازهای مشتری و تقاضای بازار تعیین می‌شود. به عنوان مثال، اگر بازار به چیزی ارزان و با مصرف برق کم نیاز داشته باشد، آنگاه دوربین‌های CMOS روند توسعه خواهند بود؛ اگر بازار به وضوح تصویر بالا و حساسیت نوری خوب نیاز داشته باشد، آنگاه دوربین‌های CCD روند توسعه خواهند بود.

بیایید به تفاوت بین دوربین‌های دیجیتال و آنالوگ نگاهی بیندازیم. در واقع، اکثر فعالان بازار معتقدند که دیجیتالی شدن روند توسعه در زمینه بینایی ماشین و نوع استاندارد دوربین‌های صنعتی خواهد بود. آن‌ها نسبت به چشم‌انداز جایگزینی دوربین‌های دیجیتال با دوربین‌های آنالوگ بسیار خوش‌بین هستند. سپس، بیایید بر روی دوربین‌های دیجیتال تمرکز کنیم. دوربین‌های صنعتی دیجیتال بر اساس استانداردهای رابط مختلف به چهار دسته تقسیم می‌شوند:

• USB دارای مزایای هزینه کم، سرعت انتقال بالا، استفاده آسان، اتصال انعطاف‌پذیر و منبع تغذیه مستقل است.
• 1394 هزینه نسبتاً بالایی دارد، اما سرعت انتقال سریع‌تر است.
• CameraLink می‌تواند مشکل انتقال داده‌های بزرگ را حل کند.
• Gige می‌تواند مشکل انتقال از راه دور را حل کند.

از این منظر، انتخاب استانداردها همچنان بر اساس تقاضای بازار تعیین می‌شود.