攝像機(jī)CCD與CMOS的區(qū)別
從技術(shù)的角度比較,CCD與CMOS有如下四個方面的不同:
1.信息讀取方式
CCD電荷耦合器存儲的電荷信息,需在同步信號控制下一位一位地實(shí)施轉(zhuǎn)移后讀取,電荷信息轉(zhuǎn)移和讀取輸出需要有時鐘控制電路和三組不同的電源相配合,整個 電路較為復(fù)雜。CMOS光電傳感器經(jīng)光電轉(zhuǎn)換后直接產(chǎn)生電流(或電壓)信號,信號讀取十分簡單。
2.速度
CCD電荷耦合器需在同步時鐘的控制下,以行為單位一位一位地輸出信息,速度較慢;而CMOS光電傳感器采集光信號的同時就可以取出電信號,還能同時處理 各單元的圖像信息,速度比CCD電荷耦合器快很多。
3.電源及耗電量
CCD電荷耦合器大多需要三組電源供電,耗電量較大;CMOS光電傳感器只需使用一個電源,耗電量非常小,僅為CCD電荷耦合器的1/8到1/10,CMOS光電傳感器在節(jié)能方面具有很大優(yōu)勢。
4.成像質(zhì)量
CCD電荷耦合器制作技術(shù)起步早,技術(shù)成熟,采用PN結(jié)或二氧化硅(SiO2)隔離層隔離噪聲,成像質(zhì)量相對CMOS光電傳感器有一定優(yōu)勢。由于CMOS 光電傳感器集成度高,各光電傳感元件、電路之間距離很近,相互之間的光、電、磁干擾較嚴(yán)重,噪聲對圖像質(zhì)量影響很大,使CMOS光電傳感器很長一段時間無 法進(jìn)入實(shí)用。近年,隨著CMOS電路消噪技術(shù)的不斷發(fā)展,為生產(chǎn)高密度優(yōu)質(zhì)的CMOS圖像傳感器提供了良好的條件。
此外,CCD與CMOS兩種傳感器在“內(nèi)部結(jié)構(gòu)”和“外部結(jié)構(gòu)”上都是不同的:
1.內(nèi)部結(jié)構(gòu)(傳感器本身的結(jié)構(gòu))
CCD的成像點(diǎn)為X-Y縱橫矩陣排列,每個成像點(diǎn)由一個光電二極管和其控制的一個鄰近電荷存儲區(qū)組成。光電二極管將光線(光量子)轉(zhuǎn)換為電荷(電子),聚 集的電子數(shù)量與光線的強(qiáng)度成正比。在讀取這些電荷時,各行數(shù)據(jù)被移動到垂直電荷傳輸方向的緩存器中。每行的電荷信息被連續(xù)讀出,再通過電荷/電壓轉(zhuǎn)換器和 放大器傳感。這種構(gòu)造產(chǎn)生的圖像具有低噪音、高性能的特點(diǎn)。但是生產(chǎn)CCD需采用時鐘信號、偏壓技術(shù),因此整個構(gòu)造復(fù)雜,增大了耗電量,也增加了成本。
CMOS傳感器周圍的電子器件,如數(shù)字邏輯電路、時鐘驅(qū)動器以及模/數(shù)轉(zhuǎn)換器等,可在同一加工程序中得以集成。CMOS傳感器的構(gòu)造如同一個存儲器,每個 成像點(diǎn)包含一個光電二極管、一個電荷/電壓轉(zhuǎn)換單元、一個重新設(shè)置和選擇晶體管,以及一個放大器,覆蓋在整個傳感器上的是金屬互連器(計(jì)時應(yīng)用和讀取信 號)以及縱向排列的輸出信號互連器,它可以通過簡單的X-Y尋址技術(shù)讀取信號。
2.外部結(jié)構(gòu)(傳感器在產(chǎn)品上的應(yīng)用結(jié)構(gòu))
CCD電荷耦合器需在同步時鐘的控制下,以行為單位一位一位地輸出信息,速度較慢;而CMOS光電傳感器采集光信號的同時就可以取出電信號,還能同時處理 各單元的圖像信息,速度比CCD電荷耦合器快很多。
CMOS光電傳感器的加工采用半導(dǎo)體廠家生產(chǎn)集成電路的流程,可以將數(shù)字相機(jī)的所有部件集成到一塊芯片上,如光敏元件、圖像信號放大器、信號讀取電路、 模數(shù)轉(zhuǎn)換器、圖像信號處理器及控制器等,都可集成到一塊芯片上,還具有附加DRAM的優(yōu)點(diǎn)。只需要一個芯片就可以實(shí)現(xiàn)很多功能,因此采用CMOS芯片的光 電圖像轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的整體成本很低。| 發(fā)布時間:2011.06.16 來源:heaze.com 查看次數(shù):