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工业相机也就是俗称的摄像机。与传统的民用相机相比,它们具有高图像稳定性、高传输能力和高抗干扰能力。市场上的大多数工业相机都是基于CCD(电荷耦合器件)或CMOS(互补金属氧化物半导体)芯片。

什么CCD和CMOS的区别是什么?

CCD:

CCD由高灵敏度的半导体材料制成,可以通过模数转换芯片将光转换成电荷和数字信号。压缩后的数字信号存储在相机内部的闪存或内置硬盘卡中,这样就很容易将数据传输到电脑中,而在电脑的帮助下的处理手段,图像可以根据需要和想象进行修改。CCD由许多感光单元组成,通常以百万像素为单位。当CCD表面被光照射时,每个光敏单元都会反射组件上的电荷,所有光敏单元产生的信号叠加在一起,形成一幅完整的画面。

CMOS:

CMOS和CCD一样,都是可以记录数码相机中光线变化的半导体。CMOS的制造工艺和普通电脑芯片没什么区别。它主要是利用硅和锗制成的半导体,使其与CMOS上的N(带电)和P(带电)半导体共存。由这两种互补效应产生的电流可以被处理芯片记录并解释为图像。但是CMOS的缺点是太容易出现噪声,这主要是早期的设计让CMOS在处理快速变化的图像时过热,因为电流变化太频繁。

CCD和CMOS的区别

技术角度,CCD和CMOS的区别如下:

1.信息阅读模式

CCD中存储的电荷信息需要在同步信号的控制下逐位传输后读取。需要时钟控制电路和三个不同的电源来传输和读取电荷信息,所以整个电路很复杂。CMOS光电传感器经过光电转换后直接产生电流(或电压)信号,信号读取非常简单。

2.速度

CCD电荷耦合器需要在同步时钟的控制下以行为单位逐位输出信息,速度较慢;而CMOS光电传感器在采集光信号的同时可以取出电信号,还可以同时处理各个单元的图像信息,比CCD电荷耦合器快很多。

3.电源和功耗

CCD电荷耦合器大多需要三组电源,功耗较大。CMOS光电传感器只需要一个电源,功耗很小,仅为CCD电荷耦合器的1/8到1/10。CMOS光电传感器在节能方面有很大优势。

4.成像质量

CCD电荷耦合器技术起步早,技术成熟。采用PN结或二氧化硅(SiO2)隔离层隔离噪声,成像质量优于CMOS光电传感器。由于CMOS光电传感器集成度高,光电传感器元件与电路距离很近,相互之间光、电、磁干扰严重,噪声对图像质量影响很大,使得CMOS光电传感器长期无法投入实用。近年来,随着CMOS电路去噪技术的不断发展,为生产高密度、高质量的CMOS图像传感器提供了良好的条件。

为什么选择CCD而不是CMOS:

在工业环境中使用视觉系统时,一般来说环境会略显恶劣,周围可能会有强磁场干扰,在高温下会长时间连续工作,对拍摄的画面会有更严格的要求,等等。那么CCD工业相机正好可以满足我们的需求。与CMOS相比,CCD最大的特点就是成像更好,拍摄的画面更清晰,色彩更稳定,可以帮助我们在后期的图像处理和分析中节省更多的精力和精力。

总结:

综合比较后可以发现以下特点:CCD的制造难度大,技术起步晚。目前能生产CCD的厂家很少,所以价格一直居高不下。但是CCD的优势也非常明显,传输速度快,抗干扰能力强,成像质量更好。所以在工业生产中,我们更倾向于使用CCD而不是CMOS。

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