Qual dos dois tipos de CCD ou CMOS é mais adequado para câmeras industriais?

Os sensores de imagem são os componentes centrais de várias câmeras industriais e de vigilância, gravadores portáteis, câmeras digitais, scanners, etc. Este mercado em rápido crescimento agora se estendeu a brinquedos, telefones celulares, PDAs, automóveis e biologia. Com o rápido desenvolvimento de aplicações de imagem de estado sólido nas décadas de 1970 e 1980, a tecnologia e os processos de fabricação de CCD foram otimizados em termos de propriedades ópticas e qualidade de imagem. Nos últimos 25 anos, no final do século passado, a tecnologia CCD (Charge-Coupled Device) tem liderado a tendência dos dispositivos de sensoriamento de imagem. É um sensor de imagem de alta resolução e alta qualidade que pode ser integrado em um chip muito pequeno. No entanto, nos últimos anos, com o rápido desenvolvimento da tecnologia de fabricação de semicondutores, o tamanho dos transistores integrados tem se tornado cada vez menor e seu desempenho tem melhorado cada vez mais. Os sensores de imagem CMOS (Complimentary Metal Oxide Semiconductor, semicondutor de óxido metálico complementar) se desenvolveram rapidamente nos últimos anos e provavelmente alcançarão. O CMOS oferece desempenho comparável ao CCD em aplicações de médio e baixo custo, e tem uma vantagem clara em termos de preço. Com o desenvolvimento da tecnologia, o CMOS também ocupará um lugar em aplicações de ponta. Este artigo apresentará e comparará brevemente as duas tecnologias, a fim de fornecer aos usuários alguma orientação ao selecionar suas aplicações específicas.

De uma perspectiva técnica, os seguintes indicadores são frequentemente usados para avaliar o desempenho dos sensores de imagem:

Da comparação acima, pode-se ver que os sensores de imagem CCD e CMOS têm suas próprias vantagens e desvantagens. Ambos são competitivos e complementares em todo o mercado de sensores de imagem. Em alguns casos, os dois sensores são complementares e podem ser usados em diferentes aplicações.

Os CCDs oferecem excelente qualidade de imagem, imunidade a ruído e flexibilidade no design da câmera. Embora o tamanho do sistema se torne maior e a complexidade aumente devido à adição de circuitos externos, o design do circuito pode ser mais flexível e pode melhorar o desempenho de algumas preocupações especiais da câmera CCD o máximo possível. O CCD é mais adequado para campos de aplicação que exigem desempenho de câmera muito alto, mas com controle de custo menos rigoroso, como astronomia, imagens de raios-X médicas de alta definição e outras aplicações científicas que exigem longos tempos de exposição e têm requisitos rigorosos sobre o ruído da imagem.

O CMOS é um sensor de imagem que pode ser produzido usando processos de produção de circuito integrado semicondutor de larga escala contemporâneos. Possui as características de alto rendimento, alta integração, baixo consumo de energia e baixo preço. A tecnologia CMOS é uma tecnologia que muitas empresas de P&D de semicondutores de sensores de imagem no mundo estão tentando usar para substituir o CCD. Após anos de trabalho árduo, como sensor de imagem, o CMOS superou muitas de suas deficiências iniciais e se desenvolveu a um nível que pode competir com a tecnologia CCD em termos de qualidade de imagem. O nível atual do CMOS os torna mais adequados para aplicações que exigem espaço pequeno, tamanho pequeno e baixo consumo de energia, mas não têm requisitos particularmente altos para ruído e qualidade de imagem. Por exemplo, a maioria das aplicações de inspeção industrial com iluminação auxiliar, aplicações de segurança e proteção, e a maioria das aplicações de câmeras digitais comerciais de consumo.

Atualmente, o CCD ainda é melhor que o CMOS em termos de desempenho. No entanto, com o avanço contínuo da tecnologia de sensores de imagem CMOS, com base em suas próprias vantagens de integração, baixo consumo de energia e baixo custo, o ruído e a sensibilidade foram muito aprimorados, e a lacuna com os sensores CCD continuou a diminuir. Algumas pessoas na indústria acreditam até que o futuro mercado de sensores deve ser dominado pelo CMOS. Então, qual sensor é mais adequado para o mercado de câmeras industriais? Ou qual sensor é mais adequado para as necessidades futuras?

A resposta à pergunta acima é óbvia: há muitas compensações a serem consideradas ao escolher um determinado chip. A seleção de câmeras industriais deve ser baseada nos requisitos do sistema de visão computacional; a seleção do sistema de visão computacional deve ser baseada na inspeção de produção do usuário, monitoramento de condições de trabalho e outras necessidades. Portanto, para sistemas de visão computacional e câmeras industriais, não importa qual sensor seja mais poderoso, seu progresso tecnológico sem dúvida promoverá grandemente o desenvolvimento do mercado de câmeras industriais e da indústria de visão computacional.