CCD-Sensoren in der Bildverarbeitung
CCD-Bildsensoren sind seit langem in der Fotografie, Videoüberwachung, Medizintechnik und anderen Anwendungen weit verbreitet. Sie wandeln optische Signale in elektronische Signale um und sind in der Lage, hochwertige Bilder mit hoher Auflösung und Farbtiefe zu liefern. Erfahren Sie hier mehr über die Funktionsweise, Anwendungsgebiete und möglichen Grenzen der CCD-Sensortechnologie.
Moderne CMOS-Kameras als Ersatz für CCD-Kameras
In unserem White Paper erklären wir die Vorteile, die die neuen CMOS-Sensoren im Vergleich zu CCD-Sensoren bieten:
Wann sollte man über einen Wechsel der Kameratechnologie nachdenken?
Wie wähle ich die richtige Nachfolgekamera aus?
Welcher Integrationsaufwand besteht?
Aufbau und Funktionsweise von CCD-Bildsensoren
CCD-Sensoren (Charge Coupled Device) wandeln in digitalen Kameras das einfallende Licht in elektronische Signale um. Die CCD-Technologie beruht dabei auf dem inneren photoelektrischen Effekt. Bei Lichteinfall werden Elektronen aus einer Schicht des Halbleiters gelöst und in ein Leitungsband übertragen. Die so entstandenen Ladungen werden zunächst in einem sogenannten Potentialtopf gesammelt, bevor sie zeilen- oder spaltenweise ausgelesen werden. Dabei wird die Ladung von einem Potentialtopf zum nächsten verschoben. Am Ender der Zeile erfolgt die Verstärkung des Signals. Diese analoge Spannung wird in einen digitalen Wert umgewandelt. Alle gesammelten Daten bilden die Rohbilddaten, d.h. die Daten, die vom Sensor ohne weitere Verarbeitung bereitgestellt werden.
CCD-Kameras in der Industrie: Anwendungsgebiete & Grenzen
CCD-Bildsensoren kommen in vielen Anwendungen zum Einsatz, darunter in der industriellen Bildverarbeitung oder Sicherheitsüberwachung. Sie sind besonders für Anwendungen geeignet, die eine hohe Auflösung und Empfindlichkeit erfordern, wie z. B. in der Mikroskopie oder Halbleiter-Inspektion.
Sensortechnologien in der Bildverarbeitung sind jedoch im Umschwung. Seit 2015 blieben weitere Entwicklungen der CCD-Technologie aus, da Sony als führender Hersteller entschied, CCD-Sensoren nicht weiter zu produzieren. Im Gegensatz dazu wurde die CMOS-Technologie mit großen Investitionen vorangetrieben. Mittlerweile können CMOS-Sensoren längst mit CCD-Sensoren mithalten und liefern sogar eine bessere Bildqualität zu wesentlich günstigeren Kosten.
Wann sollte mit dem Umstieg von CCD-Bildsensoren auf CMOS begonnen werden?
Neben der neuen Leistungsstärke von CMOS-Sensoren treibt auch die limitierte Verfügbarkeit von CCD-Bildsensoren den Technologiewechsel zügig voran. Generell können Sie jederzeit mit einem Umstieg beginnen. Ein schneller Umstieg bringt häufig einen Performancegewinn in der Applikation und geringere Kosten für die Kamera mit sich. Rechnen Sie am besten einmal durch, welche Option für Sie sinnvoll ist.
Checkliste für den Technologieumstieg
Wenn eine oder mehrere der folgenden Fragen mit „Ja“ beantwortet werden können, sollte der Wechsel zur CMOS-Technologie gekommen sein. Dies gilt sowohl für bestehende Systeme, als auch für neu zu entwickelnde Systeme:
Möchte ich eine Steigerung der Performance in meinem System durch höhere Bildraten erreichen?
Möchte ich eine Steigerung der Performance, um auch bei schwierigen Lichtverhältnissen mehr zu sehen?
Stellen Bildstörungen, wie sichtbare Linien, Blooming oder Smearing ein Problem dar?
Möchte ich eine Kostenreduzierung bei meinem System erreichen?
Ist die bestehende Sensortechnologie abgekündigt oder wird sie kurzfristig abgekündigt?
Gegenüberstellung verschiedener Sensortechnologien
Welche Vorteile bringen CMOS-Sensoren mit sich? Erfahren Sie hier mehr zum Vergleich von CCD- und CMOS-Sensoren.
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