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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、便攜式錄放機、數(shù)碼相機，掃描儀等的核心部件，這個快速增長的市場現(xiàn)在已經(jīng)延伸到了玩具、手機、PDA、汽車和生物等領域。隨著上世紀70年代和80年代固態(tài)成像應用的飛速發(fā)展，CCD技術和制造加工在光學特性和成像質(zhì)量方面得到了最優(yōu)化。在上世紀末的25年里，CCD(Charge Coupled Device，電荷耦合器件)技術一直統(tǒng)領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，近些年來隨著半導體制造技術的飛速發(fā)展，集成晶體管的尺寸越來越小，性能越來越好，CMOS(Complimentary Metal Oxide Semiconductor，互補性金屬氧化物半導體)圖像傳感器近年得到迅速發(fā)展，大有后來居上之勢。CMOS在中端、低端應用領域提供了可以與CCD相媲美的性能，而在價格方面確實明顯占有優(yōu)勢，隨著技術的發(fā)展，CMOS在高端應用領域也將占據(jù)一席之地。本文將對兩種技術作一簡要介紹及對比，以便為用戶在其具體應用選型時起到一定的指導作用。
CCD和CMOS圖像傳感器各有利弊，在整個圖像傳感器市場上它們既是一種相互競爭又是一種相互補充的關系。在有些時候，兩種傳感器之間是互補的，可以適用在不同的應用場合。
CCD提供很好的圖像質(zhì)量、抗噪能力和相機設計時的靈活性。盡管由于增加了外部電路使得系統(tǒng)的尺寸變大，復雜性提高，但在電路設計時可更加靈活，可以盡可能的提升CCD相機的某些特別關注的性能。CCD更適合于對相機性能要求非常高而對成本控制不太嚴格的應用領域，如天文，高清晰度的醫(yī)療X光影像、和其他需要長時間曝光，對圖像噪聲要求嚴格的科學應用。
CMOS是能應用當代大規(guī)模半導體集成電路生產(chǎn)工藝來生產(chǎn)的圖像傳感器，具有成品率高、集成度高、功耗小、價格低等特點。CMOS技術是世界上許多圖像傳感器半導體研發(fā)企業(yè)試圖用來替代CCD的技術。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，發(fā)展到了在圖像品質(zhì)方面可以與CCD技術較量的水平。現(xiàn)在CMOS的水平使它們更適合應用于要求空間小、體積小、功耗低而對圖像噪聲和質(zhì)量要求不是特別高的場合。如大部分有輔助光照明的工業(yè)檢測應用、安防保安應用、和大多數(shù)消費型商業(yè)數(shù)碼相機應用。
目前，CCD在性能方面還仍然優(yōu)于CMOS。不過，隨著CMOS圖像傳感器技術的不斷進步，在其本身具備的集成性、低功耗、低成本的優(yōu)勢基礎上，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)人士認為，未來的傳感器市場，應是CMOS的天下。那么，到底哪一種傳感器更適合工業(yè)相機市場呢?或者哪一種傳感器更適應以后的需求?
對于以上問題的答案，是顯而易見的：在選擇某種芯片時有很多需要權衡考慮的問題。對工業(yè)相機的選擇，要以滿足機器視覺系統(tǒng)需求為標準;對機器視覺系統(tǒng)的選擇，要以用戶生產(chǎn)檢測、工況監(jiān)控等需求為標準。所以，對于機器視覺系統(tǒng)、工業(yè)相機來說，不論是哪種傳感器比較強大，他們技術的進步無疑都將極大推動工業(yè)相機市場及機器視覺行業(yè)的發(fā)展。
