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2022-09-30 11:34:31 精質(zhì)視覺
圖像傳感器是各種工業(yè)及監(jiān)控用相機(jī)、便攜式錄放機(jī)、數(shù)碼相機(jī)，掃描儀等的核心部件，這個(gè)快速增長(zhǎng)的市場(chǎng)現(xiàn)在已經(jīng)延伸到了玩具、手機(jī)、PDA、汽車和生物等領(lǐng)域。隨著上世紀(jì)70年代和80年代固態(tài)成像應(yīng)用的飛速發(fā)展，CCD技術(shù)和制造加工在光學(xué)特性和成像質(zhì)量方面得到了最優(yōu)化。在上世紀(jì)末的25年里，CCD(Charge Coupled Device，電荷耦合器件)技術(shù)一直統(tǒng)領(lǐng)著圖像傳感器件的潮流，它是能集成在一塊很小的芯片上的高分辨率和高質(zhì)量圖像傳感器。然而，近些年來(lái)隨著半導(dǎo)體制造技術(shù)的飛速發(fā)展，集成晶體管的尺寸越來(lái)越小，性能越來(lái)越好，CMOS(Complimentary Metal Oxide Semiconductor，互補(bǔ)性金屬氧化物半導(dǎo)體)圖像傳感器近年得到迅速發(fā)展，大有后來(lái)居上之勢(shì)。CMOS在中端、低端應(yīng)用領(lǐng)域提供了可以與CCD相媲美的性能，而在價(jià)格方面確實(shí)明顯占有優(yōu)勢(shì)，隨著技術(shù)的發(fā)展，CMOS在高端應(yīng)用領(lǐng)域也將占據(jù)一席之地。本文將對(duì)兩種技術(shù)作一簡(jiǎn)要介紹及對(duì)比，以便為用戶在其具體應(yīng)用選型時(shí)起到一定的指導(dǎo)作用。
CCD和CMOS圖像傳感器各有利弊，在整個(gè)圖像傳感器市場(chǎng)上它們既是一種相互競(jìng)爭(zhēng)又是一種相互補(bǔ)充的關(guān)系。在有些時(shí)候，兩種傳感器之間是互補(bǔ)的，可以適用在不同的應(yīng)用場(chǎng)合。
CCD提供很好的圖像質(zhì)量、抗噪能力和相機(jī)設(shè)計(jì)時(shí)的靈活性。盡管由于增加了外部電路使得系統(tǒng)的尺寸變大，復(fù)雜性提高，但在電路設(shè)計(jì)時(shí)可更加靈活，可以盡可能的提升CCD相機(jī)的某些特別關(guān)注的性能。CCD更適合于對(duì)相機(jī)性能要求非常高而對(duì)成本控制不太嚴(yán)格的應(yīng)用領(lǐng)域，如天文，高清晰度的醫(yī)療X光影像、和其他需要長(zhǎng)時(shí)間曝光，對(duì)圖像噪聲要求嚴(yán)格的科學(xué)應(yīng)用。
CMOS是能應(yīng)用當(dāng)代大規(guī)模半導(dǎo)體集成電路生產(chǎn)工藝來(lái)生產(chǎn)的圖像傳感器，具有成品率高、集成度高、功耗小、價(jià)格低等特點(diǎn)。CMOS技術(shù)是世界上許多圖像傳感器半導(dǎo)體研發(fā)企業(yè)試圖用來(lái)替代CCD的技術(shù)。經(jīng)過多年的努力，作為圖像傳感器，CMOS已經(jīng)克服早期的許多缺點(diǎn)，發(fā)展到了在圖像品質(zhì)方面可以與CCD技術(shù)較量的水平?，F(xiàn)在CMOS的水平使它們更適合應(yīng)用于要求空間小、體積小、功耗低而對(duì)圖像噪聲和質(zhì)量要求不是特別高的場(chǎng)合。如大部分有輔助光照明的工業(yè)檢測(cè)應(yīng)用、安防保安應(yīng)用、和大多數(shù)消費(fèi)型商業(yè)數(shù)碼相機(jī)應(yīng)用。
目前，CCD在性能方面還仍然優(yōu)于CMOS。不過，隨著CMOS圖像傳感器技術(shù)的不斷進(jìn)步，在其本身具備的集成性、低功耗、低成本的優(yōu)勢(shì)基礎(chǔ)上，噪聲與敏感度方面有了很大的提升，與CCD傳感器差距不斷縮小。甚至有些業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為，未來(lái)的傳感器市場(chǎng)，應(yīng)是CMOS的天下。那么，到底哪一種傳感器更適合工業(yè)相機(jī)市場(chǎng)呢?或者哪一種傳感器更適應(yīng)以后的需求?
對(duì)于以上問題的答案，是顯而易見的：在選擇某種芯片時(shí)有很多需要權(quán)衡考慮的問題。對(duì)工業(yè)相機(jī)的選擇，要以滿足機(jī)器視覺系統(tǒng)需求為標(biāo)準(zhǔn);對(duì)機(jī)器視覺系統(tǒng)的選擇，要以用戶生產(chǎn)檢測(cè)、工況監(jiān)控等需求為標(biāo)準(zhǔn)。所以，對(duì)于機(jī)器視覺系統(tǒng)、工業(yè)相機(jī)來(lái)說，不論是哪種傳感器比較強(qiáng)大，他們技術(shù)的進(jìn)步無(wú)疑都將極大推動(dòng)工業(yè)相機(jī)市場(chǎng)及機(jī)器視覺行業(yè)的發(fā)展。
