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產(chǎn)品分類 / PRODUCT

圖像傳感器產(chǎn)品簡(jiǎn)介

更新時(shí)間:2024-02-01      瀏覽次數(shù):391

圖像傳感器,是一種將光學(xué)影像轉(zhuǎn)換成電子信號(hào)的設(shè)備,廣泛應(yīng)用在數(shù)碼相機(jī)和其他電子光學(xué)設(shè)備中。早期的圖像傳感器采用模擬信號(hào),如攝像管(video camera tube)。如今,圖像傳感器主要分為感光耦合器件(charge-coupled device, CCD)和互補(bǔ)式金屬氧化物半導(dǎo)體有源像素傳感器(CMOS Active pixel sensor)兩種。

CMOS與CCD的對(duì)比[編輯]

Canon公司的CMOS圖像傳感器如今,大多數(shù)數(shù)碼相機(jī)采用了CMOS圖像傳感器。這兩種類型的圖像傳感器都能夠完成選取影像、轉(zhuǎn)換電子信號(hào)的任務(wù)。

CCD圖像傳感器是一個(gè)基于模擬信號(hào)的設(shè)備。當(dāng)光投射到其表面時(shí),將有信號(hào)電荷產(chǎn)生。電荷信號(hào)可以轉(zhuǎn)換成電壓,并按時(shí)序?qū)D像信息輸出。數(shù)碼相機(jī)主板上的其他電路將把這信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào),以便微處理器進(jìn)行處理。[1]

而CMOS圖像傳感器是一類利用CMOS半導(dǎo)體的有源像素傳感器。每個(gè)光電傳感器附近都有相應(yīng)的電路直接將光能量轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)。與CCD不同的是,它并不涉及信號(hào)電荷。在主板上可能也需要模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器將它的輸出信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)。[1]

上述兩種影像傳感技術(shù),在影像品質(zhì)上并沒(méi)有太大的優(yōu)劣之分。CCD傳感器在接收強(qiáng)光照射時(shí),對(duì)于“縱向涂片"(vertical smear)效應(yīng)過(guò)于敏感,導(dǎo)致信號(hào)過(guò)載;CCD則通過(guò)技術(shù)手段緩解了這一問(wèn)題。不過(guò),CMOS傳感器則會(huì)因?yàn)楣麅鲂?yīng)(rolling shutter)產(chǎn)生一些不必要的效應(yīng)。[2]

同等條件下,CMOS圖像傳感器所用的器件數(shù)相對(duì)更少,從而功耗較低,數(shù)據(jù)吞吐速度也比CCD更高。由于數(shù)碼相機(jī)CMOS圖像傳感器可以直接制作在主板電路上,因此它的信號(hào)傳輸距離較CCD短,電容、電感和寄生延遲降低。另外,資料輸出采用X-Y尋址方式,速度更快。CCD的數(shù)據(jù)輸出速率一般不超過(guò)每秒70百萬(wàn)像素,而CMOS則可以達(dá)到每秒100百萬(wàn)像素。[2]然而,CCD圖像傳感器在工藝、制造方面更加成熟,因此在市場(chǎng)上與CMOS圖像傳感器并駕齊驅(qū)。[3][4]此外,CMOS的制造成本比CCD傳感器低。

有一種混合CCD/CMOS架構(gòu),由CMOS資料輸出集成數(shù)字電路與一片CCD圖像傳感襯底接合在一起。這項(xiàng)技術(shù)是為紅外線觀察而發(fā)展,現(xiàn)在轉(zhuǎn)而用于基于硅的探測(cè)器技術(shù)。[5]另外一個(gè)途徑是采用非常精細(xì)的CMOS技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)將CCD以CMOS的結(jié)構(gòu)安裝。通過(guò)在單獨(dú)的多晶硅(poly-silicon)柵極之間安置非常小的間隙,這項(xiàng)技術(shù)有望實(shí)現(xiàn)。上述的混合傳感器尚處于研究階段,可以推動(dòng)CCD和CMOS兩種不同技術(shù)的共同發(fā)展。

但是由于CMOS成像技術(shù)不斷提升,消費(fèi)型數(shù)字相機(jī)以及數(shù)字中片幅產(chǎn)品都廣泛采用CMOS,使CCD在市場(chǎng)的占有率于2010年代起不斷下降,穩(wěn)執(zhí)CCD牛耳的索尼更宣布于2017年停產(chǎn)CCD,目前的消費(fèi)電子產(chǎn)品市場(chǎng)上已經(jīng)沒(méi)有了CCD的蹤影。




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