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技術文(wén)章(zhāng)/ Technical Articles
產(chǎn)品分類 / PRODUCT
更新時間(jiān):2024-02-01
瀏覽次數:763圖(tú)像傳感器(qì),是一種將光(guāng)學影像轉(zhuǎn)換成(chéng)電(diàn)子信(xìn)號的(dí)設備,廣泛應用在數碼相機和(hé)其(qí)他(tā)電(diàn)子(zǐ)光學設備中。早期的圖像傳(chuán)感器采(cǎi)用模擬信號,如(rú)攝像管(video camera tube)。如今,圖(tú)像傳感器(qì)主要分為感光耦(ǒu)合(hé)器(qì)件(charge-coupled device, CCD)和(hé)互(hù)補式金屬氧化物半導(dǎo)體有源(yuán)像素(sù)傳感器(qì)(CMOS Active pixel sensor)兩種。
CMOS與(yǔ)CCD的對比[編(biān)輯]
Canon公司的CMOS圖(tú)像傳感器如(rú)今,大多數(shù)數(shù)碼(mǎ)相機(jī)采用了CMOS圖(tú)像(xiàng)傳(chuán)感器(qì)。這(zhè)兩(liǎng)種類(lèi)型的圖(tú)像傳感器(qì)都能夠完成選(xuǎn)取(qǔ)影像,轉換電(diàn)子信(xìn)號(hào)的(dí)任務。
CCD圖像(xiàng)傳感(gǎn)器(qì)是(shì)一個(gè)基(jī)於模(mó)擬(nǐ)信號的(dí)設(shè)備。當光投射(shè)到其(qí)表麵時,將有(yǒu)信(xìn)號電荷(hé)產生。電荷信(xìn)號可(kě)以轉(zhuǎn)換成(chéng)電(diàn)壓,並(bìng)按時(shí)序將圖像信(xìn)息輸(shū)出(chū)。數碼(mǎ)相機主板上的其他電路將把這信(xìn)號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號,以(yǐ)便(biàn)微處理(lǐ)器(qì)進(jìn)行處理。[1]
而CMOS圖像(xiàng)傳感(gǎn)器是(shì)一類利(lì)用(yòng)CMOS半導體(tǐ)的有源(yuán)像素傳感器(qì)。每個(gè)光電傳(chuán)感器(qì)附近(jìn)都有(yǒu)相應的(dí)電(diàn)路直接將(jiāng)光(guāng)能(néng)量轉(zhuǎn)換成電壓(yā)信(xìn)號。與CCD不(bù)同的(dí)是,它(tā)並不涉及信號(hào)電荷。在主板上可(kě)能也(yě)需(xū)要模擬(nǐ)數(shù)字轉換器將它的輸(shū)出信號(hào)轉換成(chéng)數(shù)字信(xìn)號。[1]
上述兩種影(yǐng)像傳感技術,在(zài)影(yǐng)像品(pǐn)質(zhì)上(shàng)並(bìng)沒(méi)有(yǒu)太(tài)大的優劣之分。CCD傳感器(qì)在接(jiē)收(shōu)強光照(zhào)射時,對於(yú)“縱向塗(tú)片"(vertical smear)效(xiào)應過於敏感,導致信號過載;CCD則通(tōng)過技術手段緩(huǎn)解了這一問題(tí)。不(bù)過,CMOS傳(chuán)感器(qì)則(zé)會因(yīn)為果凍(dòng)效應(yīng)(rolling shutter)產(chǎn)生一些不必(bì)要的效(xiào)應。[2]
同(tóng)等條(tiáo)件下,CMOS圖像傳感(gǎn)器所(suǒ)用(yòng)的(dí)器(qì)件數(shù)相(xiāng)對更少(shǎo),從而(ér)功耗較(jiào)低(dī),數據(jù)吞(tūn)吐(tǔ)速度也(yě)比CCD更高(gāo)。由於數碼(mǎ)相(xiāng)機CMOS圖像傳(chuán)感(gǎn)器可(kě)以直接製(zhì)作在主板電(diàn)路(lù)上,因此(cǐ)它(tā)的(dí)信號傳輸距離(lí)較(jiào)CCD短,電(diàn)容,電(diàn)感(gǎn)和寄生延遲降(jiàng)低(dī)。另外,資(zī)料(liào)輸出采用(yòng)X-Y尋址(zhǐ)方式,速度更快。CCD的數據輸出(chū)速率(shuài)一般不超(chāo)過每秒(miǎo)70百萬像(xiàng)素,而CMOS則可以(yǐ)達(dá)到(dào)每秒100百(bǎi)萬(wàn)像素。[2]然(rán)而,CCD圖(tú)像傳(chuán)感器在(zài)工藝(yì),製(zhì)造方麵更加成(chéng)熟(shú),因此在(zài)市(shì)場上(shàng)與(yǔ)CMOS圖(tú)像傳感(gǎn)器並駕齊(qí)驅(qū)。[3][4]此外,CMOS的製造成本比CCD傳(chuán)感器(qì)低(dī)。
有(yǒu)一種(zhǒng)混合CCD/CMOS架構,由CMOS資料(liào)輸(shū)出集(jí)成數字電路與一片(piàn)CCD圖(tú)像傳感襯底接合(hé)在(zài)一(yī)起。這(zhè)項技(jì)術是(shì)為紅外(wài)綫觀(guān)察(chá)而(ér)發(fā)展(zhǎn),現(xiàn)在轉(zhuǎn)而用(yòng)於基(jī)於(yú)矽的(dí)探測器(qì)技術。[5]另外(wài)一個(gè)途徑是采用非常(cháng)精細(xì)的(dí)CMOS技術(shù)來實(shí)現將CCD以(yǐ)CMOS的結(jié)構安裝。通過在單獨的多晶矽(poly-silicon)柵(zhà)極之(zhī)間安置(zhì)非常(cháng)小(xiǎo)的(dí)間隙,這項(xiàng)技(jì)術(shù)有(yǒu)望實現。上述的混合傳感(gǎn)器(qì)尚處於研究(jiū)階(jiē)段,可以推(tuī)動CCD和(hé)CMOS兩種(zhǒng)不(bù)同技(jì)術的共同(tóng)發展。
但是由於CMOS成像技術不斷提升(shēng),消費型(xíng)數字(zì)相機(jī)以(yǐ)及數字中片(piàn)幅產(chǎn)品(pǐn)都廣泛(fàn)采(cǎi)用(yòng)CMOS,使(shǐ)CCD在(zài)市場的占有率(shuài)於2010年代(dài)起不(bù)斷下降(jiàng),穩(wěn)執CCD牛(niú)耳(ěr)的索尼(ní)更宣布(bù)於2017年(nián)停(tíng)產(chǎn)CCD,目前的消費電子產品市(shì)場(cháng)上已經沒有了CCD的(dí)蹤影。
上一(yī)篇:激光器的(dí)穩(wěn)定
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