CMOS相機與CCD相機的區(qū)別
CMOS相機與CCD相機是數碼相機的兩種類別,分別使用CMOS與CCD傳感器,兩者都是利用感光二極管進行光電轉換,將圖像轉換為數字數據,而其主要差異是數字數...[查看全部]
CMOS相機是一種體積比較緊湊的相機,可以采用一系列不同分辨率的CCD和CMOS感光芯片,還可以提供各種各樣比較耐用的可鎖定連接線,所以這種相機是自動化以及質量檢測應用最理想的標準選擇。
CMOS相機的原理CMOS中文譯名為互補金屬氧化物半導體,可細分為被動式像素傳感器與主動式像素傳感器。它原本是計算機系統(tǒng)內一種重要的芯片,保存了系統(tǒng)引導最基本的資料??墒怯腥伺既婚g發(fā)現,將CMOS加工也可以作為數碼相機中的影像傳感器,緊跟著就由Xirlink公司于1999年首次推向市場,2000月,美國Omnivision公司又推出了新一代的CMOS芯片。
CMOS最初曾被嘗試使用在數碼相機上,但與當時如日中天的CCD相比信噪比差,敏感度不夠,所以沒能占居主流位置。當然它也具備多種優(yōu)點,普通CCD必須使用3個以上的電源電壓,可是CMOS相機在單一電源下就可以運作,與CCD相機相比同像素級耗電量小。另外CMOS相機是標準工藝制程,可利用現有的半導體制造流水線,不需額外投資生產設備,并且品質可隨半導體技術的進步而提升,這點正是今年索尼能夠在很短時間內開發(fā)制造出CMOS芯片的原因。
從技術角度分析成像原理,核心結構上每單位像素點由一個感光電極、一個電信號轉換單元、一個信號傳輸晶體管,以及一個信號放大器所組成。理論上CMOS相機感受到的光線經光電轉換后使電極帶上負電和正電,這兩個互補效應所產生的電信號(電流或者電勢差)被CMOS相機從一個一個像素當中順次提取至外部的A/D(模/數)轉換器上再被處理芯片記錄解讀成影像。
CMOS相機工作時先由水平傳輸部采集信號,再由垂直傳輸部送出全部信號,故CMOS傳感器可以在每個像素基礎上進行信號放大,采用這種方法可進行快速的數據掃描,能夠勝任千萬像素級別的信息處理速率,單憑這點CCD相機就是望塵莫及的。
CMOS相機的發(fā)展CCD相機起步較早技術成熟
... 查看全文CMOS相機與CCD相機是數碼相機的兩種類別,分別使用CMOS與CCD傳感器,兩者都是利用感光二極管進行光電轉換,將圖像轉換為數字數據,而其主要差異是數字數據傳送的方式不同。
CMOS相機與CCD相機成像過程
CMOS相機與CCD相機光電轉換的原理相同,他們主要的差別在于信號的讀出過程不同;由于CCD僅有一個(或少數幾個)輸出節(jié)點統(tǒng)一讀出,其信號輸出的一致性非常好;而CMOS芯片中,每個像素都有各自的信號放大器,各自進行電荷-電壓的轉換,其信號輸出的一致性較差。
CCD相機為了讀出整幅圖像信號,要求輸出放大器的信號帶寬較寬,而在CMOS芯片中,每個像元中的放大器的帶寬要求較低,大大降低了芯片的功耗,這就是CMOS相機功耗比CCD要低的主要原因。盡管降低了功耗,但是數以百萬的放大器的不一致性卻帶來了更高的固定噪聲,這又是CMOS相機相對CCD相機的固有劣勢。
從制造工藝的角度看,CCD相機中電路和器件是集成在半導體單晶材料商,工藝較復雜,世界上只有少數幾家廠商能夠生產CCD晶元。CCD相機僅能輸出模擬電信號,需要后續(xù)的地址譯碼器、模擬轉換器、圖像信號處理器處理,并且還需要提供三組不同電壓的電源同步時鐘控制電路,集成度非常低。
CMOS是集成在被稱作金屬氧化物的版單體材料上,這種工藝與生產數以萬計的計算機芯片和存儲設備等半導體集成電路的工藝相同,因此聲場CMOS的成本相對CCD低很多。同時CMOS芯片能將圖像信號放大器、信號讀取電路、A/D轉換電路、圖像信號處理器及控制器等集成到一塊芯片上,只需一塊芯片就可以實現相機的所有基本功能,集成度很高,芯片級相機概念就是從這產生的。
CMOS相機與CCD相機的速度在速度上CCD采用逐個光敏輸出,只能按照規(guī)定的程序輸出,速度較慢。CMOS相機有多個電荷-電壓轉換器和行列開關控制,讀出速度快很多,目
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