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详解!CCD图像传感器和CMOS图像传感器差异在哪?_传感器_电荷

落叶飘零 2024-12-15 17:37:31 0

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编辑:感知芯视界 Link

CCD传感器和CMOS传感器是目前最常见的两种数字图像传感器,广泛利用于各种工业相机,个人数码相机,手机相机及摄像机等数字成像产品。
本文谈CCD图像传感器和CMOS图像传感器的差异。

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什么是CCD传感器?

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(图片来自网络侵删)

CCD(ChargeCoupledDevice),即“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,以百万像素为单位。
数码相机规格中的多少百万像素,指的便是CCD的分辨率。
CCD是一种感光半导体芯片,用于捕捉图形,广泛利用于扫描仪、复印机以及无胶片相机等设备。
与胶卷的事理相似,光芒穿过一个镜头,将图形信息投射到CCD上。
但与胶卷不同的是,CCD既没有能力记录图形数据,也没有能力永久保存下来,乃至不具备“曝光”能力。
所有图形数据都会一直留地送入一个“模-数”转换器,一个旗子暗记处理器以及一个存储设备(比如内存芯片或内存卡)。
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讨,检讨和掌握。

什么是CMOS成像传感器?

CMOS(ComplementaryMetalOxideSemiconductor),即“互补金属氧化物半导体”,这是一种为集成电路供电的技能。
它是打算机系统内一种主要的芯片,保存了系统勾引所需的大量资料。
CMOS型图像传感器及互补金属氧化物场效应管。
其事情事理是,外界光照射到像素阵列后,发生光电效应,在像素单元内产生相应的电荷,末了转换成数字图像输出。
CMOS技能为当今的许多电子设备供应动力,包括电池,微处理器,数字和智好手机相机。
与CCD传感器不同,CMOS传感器不须要分外的制造技能。

由于二者构造的不同,导致两者在性能方面也各有千秋

CMOS:相应快,功耗低,噪点高,不屈均,画质受噪声影响多,ISO较小

CCD:相应慢,功耗高,噪点低,均匀,画质高,ISO较高

与较新的CMOS传感器不同,CCD传感器须要分外的制造,而这常日更昂贵。
因此,CCD传感器常日具有非常高的质量和光敏感性,能够以较低的噪音供应清晰的图像。

CMOS传感器制造和利用大多数微处理器利用的传统制造技能便宜。
他们也被认为是更好的能源效率。
根据Jacob Fraden的“当代传感器手册”,CCD传感器可以花费高达100倍的相对CMOS图像传感器的功率。

1.信息读取办法:CCD电荷耦合器存储的电荷信息,需在同步旗子暗记掌握下一位一位地履行转移后读取,电荷信息转移和读取输出须要有时钟掌握电路和三组不同的电源相合营,全体电路较为繁芜。
CMOS光电传感器经光电转换后直接产生电流(或电压)旗子暗记,旗子暗记读取十分大略。

2.速率:CCD电荷耦合器需在同步时钟的掌握下,以行为单位一位一位地输出信息,速率较慢;而CMOS光电传感器采集光旗子暗记的同时就可以取出电旗子暗记,还能同时处理各单元的图像信息,速率比CCD电荷耦合器快很多。

3.电源及耗电量:CCD电荷耦合器大多须要三组电源供电,耗电量较大;CMOS光电传感器只需利用一个电源,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上风。

4.成像质量:CCD电荷耦合器制作技能起步早,技能成熟,采取PN结或二氧化硅(SiO2)隔离层隔离噪声,成像质量相对CMOS光电传感器有一定上风。
由于CMOS光电传感器集成度高,各光电传感元件、电路之间间隔很近,相互之间的光、电、磁滋扰较严重,噪声对图像质量影响很大,使CMOS光电传感器很长一段韶光无法进入实用。
近年,随着CMOS电路消噪技能的不断发展,为生产高密度优质的CMOS图像传感器供应了良好的条件。

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