高速相机传感器CCD与CMOS的区别

       相机经历了几百年的飞速发展，不再仅仅是记录影像，更多的是帮助人们便利的生活工作。日常的生活工作从来不缺少精彩，精彩的瞬间转瞬即逝，如何记录消逝的美丽瞬间，高速相机使得精彩不再是那么短暂。高速相机是工业相机的一种，具有高图像稳定性、高传输能力和高抗干扰能力等。工业相机是机器视觉系统中的一个关键组件，其Z本质的功能就是将光信号转变成有序的电信号。

弹弓弹射玻璃杯破裂场景

       高速相机的芯片通常采用CCD或者CMOS图像传感器，两者之前有何区别，让我们先来了解下什么是CCD和CMOS。

       CCD是机器视觉Z为常用的图像传感器，可直接将光学信号转换为模拟电流信号，电流信号经过放大和模数转换，实现图像的获取、存储、传输、处理和复现。其显著特点是：1.体积小重量轻；2.功耗小，工作电压低，抗冲击与震动，性能稳定，寿命长；3.灵敏度高，噪声低，动态范围大；4.响应速度快，有自扫描功能，图像畸变小，无残像；5.应用超大规模集成电路工艺技术生产，像素集成度高，尺寸精确，商品化生产成本低。

       CMOS图像传感器的Z早出现在上世纪70 年代初，随着VLSI 制造工艺技术的发展而迅速发展。因为其良好的集成性、低功耗、高速传输和宽动态范围等特点在高分辨率和高速场合得到了广泛的应用。

       CCD与CMO区别：

       1.信号的读出过程不同：由于CCD仅有一个(或少数几个)输出节点统一读出，其信号输出的一致性非常好;而CMOS芯片中，每个像素都有各自的信号放大器，各自进行电荷-电压的转换，其信号输出的一致性较差。但是CCD为了读出整幅图像信号，要求输出放大器的信号带宽较宽，而在CMOS 芯片中，每个像元中的放大器的带宽要求较低，大大降低了芯片的功耗，这就是CMOS芯片功耗比CCD要低的主要原因。

       2.ISO感光度：由于CMOS每个像素由四个晶体管与一个感光二极管构成，还包含了放大器与数模转换电路，过多的额外设备缩小了单一像素感光区域的表面积，因此相同像素下，同样的尺寸，CMOS的感光度会低于CCD。

       3.速度:CCD电荷耦合器需在同步时钟的控制下，以行为单位一位一位地输出信息,速度较慢;而CMOS光电传感器采集光信号的同时就可以取出电信号,还能同时处理各单元的图像信息，速度比CCD电荷耦合器快很多。

        4.电源及耗电量：CCD电荷耦合器大多需要三组电源供电，耗电量较大；CMOS光电传感器只需使用一电源，耗电量非常小，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具有很大优势。

       5.成本：CCD的优势在于成像质量好，但是由于制造工艺复杂，只有少数的厂商能够掌握，所以导致制造成本居高不下，特别是大型CCD，价格非常高昂。在相同分辨率下，CMOS价格比CCD便宜，但是CMOS器件产生的图像质量相比CCD来说要低一些。

       如今，CMOS在制造工艺和影响处理技术上已有很大的突破，业界对CMOS的发展也更加看好，甚至有人预言，图像传感器将进入"CMOS"时代。

       众多高速相机生产厂商也都开始了CCD向CMOS的转变，富煌君达生产的千眼狼高速相机全部使用CMOS图像传感器。