一、 工業(yè)相機(jī)ccd和cmos是什么意思
CCD,英文全稱:Charge coupled Device,中文全稱:電荷耦合元件,可以稱為CCD圖像傳感器。CCD是一種半導(dǎo)體器件,能夠把光學(xué)影像轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)。 CCD上植入的微小光敏物質(zhì)稱作像素(Pixel)。一塊CCD上包含的像素?cái)?shù)越多,其提供的畫面分辨率也就越高。
CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor),互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體,電壓控制的一種放大器件,是組成CMOS數(shù)字集成電路的基本單元。應(yīng)用在數(shù)字影像領(lǐng)域中,CMOS作為一種低成本的感光元件技術(shù)被發(fā)展出來,市面上常見的數(shù)碼產(chǎn)品,其感光元件主要就是CCD或者CMOS,尤其是低端攝像頭產(chǎn)品,而通常高端攝像頭都是CCD感光元件。
二、工業(yè)相機(jī)ccd和cmos的區(qū)別
1、成像過程
CCD與CMOS圖像傳感器光電轉(zhuǎn)換的原理相同,它們最主要的差別在于信號(hào)的讀出過程不同。由于CCD僅有一個(gè)(或少數(shù)幾個(gè))輸出節(jié)點(diǎn)統(tǒng)一讀出,其信號(hào)輸出的一致性非常好。而CMOS芯片中,每個(gè)像素都有各自的信號(hào)放大器,各自進(jìn)行電荷-電壓的轉(zhuǎn)換,其信號(hào)輸出的一致性較差。但是CCD為了讀出整幅圖像信號(hào),要求輸出放大器的信號(hào)帶寬較寬,而在CMOS芯片中,每個(gè)像元中的放大器的帶寬要求較低,大大降低了芯片的功耗,這就是CMOS芯片功耗比CCD要低的主要原因。盡管降低了功耗,但是數(shù)以百萬(wàn)的放大器的不一致性卻帶來了更高的固定噪聲,這又是CMOS相對(duì)CCD的固有劣勢(shì)。
2、集成性
從制造工藝的角度看,CCD中電路和器件是集成在半導(dǎo)體單晶材料上,工藝較復(fù)雜,世界上只有少數(shù)幾家廠商能夠生產(chǎn)CCD晶元。CCD僅能輸出模擬電信號(hào),需要后續(xù)的地址譯碼器、模擬轉(zhuǎn)換器、圖像信號(hào)處理器處理,并且還需要提供三組不同電壓的電源同步時(shí)鐘控制電路,集成度非常低。
而CMOS是集成在被稱作金屬氧化物的版單體材料上,這種工藝與生產(chǎn)數(shù)以萬(wàn)計(jì)的計(jì)算機(jī)芯片和存儲(chǔ)設(shè)備等半導(dǎo)體集成電路的工藝相同,因此生產(chǎn)CMOS的成本相對(duì)CCD低很多。同時(shí)CMOS芯片能將圖像信號(hào)放大器、信號(hào)讀取電路、A/D轉(zhuǎn)換電路、圖像信號(hào)處理器及控制器等集成到一塊芯片上,只需一塊芯片就可以實(shí)現(xiàn)相機(jī)的的所有基本功能,集成度很高,芯片級(jí)相機(jī)概念就是從這產(chǎn)生的。隨著CMOS成像技術(shù)的不斷發(fā)展,有越來越多的公司可以提供高品質(zhì)的CMOS成像芯片。
3、速度
CCD采用逐個(gè)光敏輸出,只能按照規(guī)定的程序輸出,速度較慢。CMOS有多個(gè)電荷-電壓轉(zhuǎn)換器和行列開關(guān)控制,讀出速度快很多,大部分500fps以上的高速相機(jī)都是CMOS相機(jī)。此外CMOS的地址選通開關(guān)可以隨機(jī)采樣,實(shí)現(xiàn)子窗口輸出,在僅輸出子窗口圖像時(shí)可以獲得更高的速度。
4、噪聲
CCD技術(shù)發(fā)展較早,比較成熟,采用PN結(jié)或二氧化硅(SiO2)隔離層隔離噪聲,成像質(zhì)量相對(duì)CMOS光電傳感器有一定優(yōu)勢(shì)。
三、ccd相機(jī)和cmos相機(jī)哪個(gè)好
工業(yè)相機(jī)目前使用比較普遍的還是CCD相機(jī),特別是在對(duì)成像質(zhì)量要求更高的機(jī)器視覺領(lǐng)域。但是目前已有大廠傳出放棄CCD生產(chǎn)的消息,為了安全,可以關(guān)注CMOS相機(jī)的發(fā)展情況。CMOS發(fā)展勢(shì)頭猛烈,高端CMOS相機(jī)目前的成像效果已經(jīng)逐漸追趕上CCD相機(jī)成像效果。
在進(jìn)行選型時(shí),要根據(jù)自己的需求,在成像效果、功耗、采購(gòu)成本、可選用配件這些方面進(jìn)行取舍。