En cámaras industriales, ¿cuál es la diferencia entre cámaras cmos y cámaras ccd?

Ya sea CCD o CMOS, todos utilizan fotorreceptores como medio básico de captura de imágenes. El núcleo del fotorreceptor de CCD/CMOS es un fotodiodo. El diodo puede generar una corriente de salida después de recibir la irradiación de luz y la intensidad de la corriente. está relacionado con la luz correspondiente a la intensidad. Pero en términos de composición periférica, los fotodiodos CCD se diferencian de los fotodiodos CMOS. Además del fotodiodo, los primeros también incluyen una unidad de almacenamiento para controlar las cargas adyacentes. El fotodiodo ocupa la mayor parte del área; en otras palabras, el fotodiodo en el CCD. tiene un área fotosensible efectiva más grande y puede recibir señales de luz más fuertes en las mismas condiciones. En otras palabras, el sensor CCD tiene un área fotosensible efectiva más grande, por lo que puede recibir señales de luz más fuertes en las mismas condiciones y la salida correspondiente. La señal eléctrica también es más clara. La composición del sensor CMOS es más compleja, además del fotodiodo en el núcleo, también incluye un amplificador y un circuito de conversión de analógico a digital. Cada punto de imagen se compone de un fotodiodo y tres transistores, y el área ocupada. por el fotodiodo Es solo una pequeña parte de todo el componente del sensor CMOS, lo que da como resultado que la relación de apertura del sensor CMOS sea mucho menor que la del CCD (relación de apertura: la relación entre el área fotosensible efectiva y el área total del sensor ); esta es una forma de decir que el área fotosensible efectiva del sensor CCD es mayor que el área fotosensible efectiva de todo el sensor. Relación de área de componente); de esta manera, cuando se recibe la misma luz y el mismo tamaño de componente, la señal de luz que el componente fotosensible CMOS puede capturar es significativamente menor que la del componente CCD y la sensibilidad se refleja en el resultado de salida. el contenido de la imagen capturada por el sensor CMOS no es tan rico como el de los sensores CCD, los detalles de la imagen se pierden seriamente y el ruido es obvio. Esto también se debe a la baja tasa de apertura en los primeros días del CMOS. Otro problema es su densidad de píxeles. No se puede comparar con los puntos CCD, porque a medida que aumenta la densidad, la proporción del área del elemento fotosensible se reducirá y la tasa de apertura del CMOS es demasiado baja, el área fotosensible efectiva es deficiente y la pérdida de detalles de la imagen será más grave. Por lo tanto, bajo la premisa del mismo tamaño de sensor, la escala de píxeles del CCD es siempre mayor que la de los sensores CMOS del mismo período. Esta es una de las razones importantes por las que CMOS no ha podido ingresar al mercado convencional de cámaras digitales durante mucho tiempo. mucho tiempo.

Cada elemento fotosensible corresponde a un punto de imagen en el sensor de imagen. Dado que el elemento fotosensible solo puede detectar la intensidad de la luz y no puede capturar información de color, se debe cubrir un filtro de color encima del elemento fotosensible. En este sentido, los diferentes fabricantes de sensores tienen diferentes soluciones. El enfoque más común es combinar cuatro puntos de imagen que cubren los filtros RGB rojo, verde y azul para formar un píxel de color en una proporción de 1:2:1 (es decir, los filtros rojo y azul). cubre un punto de la imagen y los dos puntos de la imagen restantes cubren el filtro verde. Esta relación se adopta porque el ojo humano es más sensible al verde). La tecnología CCD de cuatro colores de Sony reemplaza el filtro verde por el esmeralda (llamado canal E en algunos medios), que consiste en un nuevo esquema de cuatro colores de R, G, B y E. Independientemente de la solución técnica que se adopte, se necesitan cuatro píxeles para formar un píxel de color, que debe quedar claro de antemano.

Después de que el fotorreceptor recibe luz, generará una corriente correspondiente. El tamaño de la corriente corresponde a la intensidad de la luz, por lo que el fotorreceptor emite directamente una señal eléctrica analógica. En el sensor CCD, cada elemento fotosensible no se procesa más, sino que se envía directamente a la siguiente unidad de almacenamiento de elementos fotosensibles, se combina con la señal analógica generada por el elemento, y luego se envía al tercer elemento fotosensible, y así sucesivamente. Se combina con la señal del elemento fotosensible anterior para formar una salida unificada. Dado que la señal eléctrica generada por el elemento fotosensible es demasiado débil para realizar directamente la conversión de analógico a digital, estos datos de salida deben amplificarse uniformemente. Esta tarea es específicamente responsable del amplificador del sensor CCD. la intensidad de la señal eléctrica de cada punto aumenta con la misma amplitud; sin embargo, el CCD por sí solo no puede convertir directamente señales analógicas en señales digitales. Sin embargo, dado que el CCD en sí no puede convertir directamente señales analógicas en señales digitales, se requiere un chip de conversión analógico a digital especializado para el procesamiento y, en última instancia, se envía a un chip de procesamiento DSP especializado en forma de una matriz de imagen digital binaria.

Para los sensores CMOS, el flujo de trabajo anterior es completamente inaplicable; cada elemento fotosensible en un sensor CMOS integra directamente el amplificador y la lógica de conversión de analógico a digital, por lo que cuando el fotodiodo recibe luz y genera una señal eléctrica analógica, la señal eléctrica primero. ser amplificado por el amplificador en el elemento fotosensible y luego convertido directamente en la señal digital correspondiente. En otras palabras, en un sensor CMOS, cada elemento fotosensible puede producir una salida digital final, y las señales digitales generadas se combinan y envían directamente al chip DSP para su procesamiento; el problema ocurre precisamente aquí, el amplificador en el sensor CMOS es un dispositivo analógico, es imposible garantizar que la ampliación de cada punto sea estrictamente consistente, lo que da como resultado que los datos de la imagen amplificada no puedan expresar la apariencia original del objeto fotografiado, lo que se refleja en el resultado final, es decir, una gran Aparece una gran cantidad de ruido en la imagen y la calidad es significativamente menor que la de los sensores CCD.

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