机器视觉CCD和CMOS图像传感器的区别主要有哪些

在搭建机器视觉系统时我们首要考虑的是图像传感器，如何选择我们需要了解CCD和CMOS图像传感器之间的区别。可能你更经常听到CMOS术语。那么，什么是CCD和CMOS图像传感器 ，它们有什么不同呢?

什么是CCD成像传感器?

CCD代表电荷耦合器件。它是数字和机器视觉相机中用于捕捉静止和移动物体的一种传感器。CCD传感器捕捉光线，并将其转换为数字数据以转换成图像。在CMOS图像传感器引入之前，CCD传感器被工业机器视觉系统广泛用于质量检查，检查和控制。

什么是CMOS成像传感器?

CMOS代表互补金属氧化物半导体，这是一种为集成电路供电的技术。CMOS技术为当今的许多电子设备提供动力，包括电池，微处理器，数字和智能手机相机。与CCD传感器不同，CMOS传感器不需要特殊的制造技术。

CCD和CMOS图像传感器的区别

与较新的CMOS传感器不同，CCD传感器需要特殊的制造，而这通常更昂贵。因此，CCD传感器通常具有非常高的质量和光敏感性，能够以较低的噪音提供清晰的图像。

CMOS传感器制造和使用大多数微处理器使用的传统制造技术便宜。他们也被认为是更好的能源效率。根据Jacob Fraden的“现代传感器手册”，CCD传感器可以消耗高达100倍的相对CMOS图像传感器的功率。

简而言之，您很可能会找到一款配备CCD成像传感器的相机，其中光敏度是一个重要的因素，或者高质量，高分辨率的图像使所有的差异。

深入挖掘：CCD与CMOS图像传感器

由于其功率效率和成本效益，目前大多数生产环境使用CMOS传感器驱动的机器视觉相机。随着时间的推移，技术也在不断发展，CMOS图像传感器现在可以生成噪声较小的图像。CMOS传感器上的每个像素都有自己的C2V(电荷 - 电压)转换，因此每个电荷都以数字方式输出。正因为如此，CMOS传感器在处理速度和功率效率方面远远超过。

CCD传感器具有有限数量的节点来转换传感器上的每个像素电荷。这会导致处理速度变慢。但是，由于所有的像素都可以用于CCD结构上的光线捕捉，因此整体输出更加清晰明亮。

对于机器视觉而言，重要的KPI指处理速度和图像噪声。CMOS传感器允许每个像素进行数字转换，从而带宽更低。或者，高速CCD传感器不像高速CMOS成像器那样大规模并行。结果，每个CCD放大器具有更高的带宽，导致产生的图像上更大的噪声。这就是为什么大多数工业应用都使用最新的CMOS传感器，这种传感器可以被设计成产生噪声少得多的图像。

CMOS传感器和GigE Vision

由于机器视觉和自动化高度依赖于速度，EMVA引入了符合成像系统的机器视觉标准，以确保使用最新技术加快处理速度。GigE Vision是机器视觉系统的最新标准，可确保在极高速度下实现最佳成像。

然而，CMOS图像传感器已经进一步遵从10 GigE机器视觉技术。10 GigE Vision是最先进的通信协议，比前一代处理速度高出十倍。各种CMOS传感器已被用于制造10 GigE机器视觉系统，包括最新的Sony Pregius CMOS图像传感器。

结合CMOS成像器的低噪声，高速度和高功效性能，10 GigE机器视觉系统是旨在满足超高速和快速移动环境中的成像要求的性能强大的设备。

虽然CCD图像传感器在市场上已经有了更长的时间，而且成熟得多，但CMOS传感器快速发展使其成为现代工业机器视觉的首选。