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CCD与CMOS图像传感器的优势对比及发展趋势分析
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时间:2013-12-06 16:46:23

 

        图像传感器是机器视觉系统组件相机的核心部件,可以进行信号的获取、转移、传输与储存,是相机实现图像采集与转换的主要凭借。目前,最为常用的图像传感器主要有CCD与CMOS两种。一直以来,对于这两种传感器哪一种更好的讨论从未停止过,之前,CCD图像传感器以一定的优势取得了胜利,但也只是短暂的胜利,随着技术的不断发展,CMOS图像传感器不断地拉近了两者的距离,使两者又回到了之前的胶着状态。实际上,CCD与CMOS图像传感器在不同的方面都分别具有各自的优势,只能说它们是各有所长,而用户在抉择时,也只需根据自身的需求,挑选在需求范围内占有优势的图像传感器类型。

        CCD图像传感器,中文全称电荷耦合元件,半导体器件。

        其优势主要表现为:

       (1)CCD采用为图像和电荷传输优化设计的制造技术,有效的保证了CCD的性能不会因为像素尺寸的减小而发生降低。同时,在信号处理时不会造成图像的失真,具有更高的图像稳定性与准确度。

       (2)CCD具有很低的读出噪声和暗电流噪声,且从根本上避免了CMOS无法避免的由于像素窜扰产生的固定图样噪声及暂时噪声,具有很高的信噪比。另外,CCD还具有较宽的动态范围与较高的灵敏度,可以最大程度的滤过背景信号而全面获取目标信号,实现更高品质的成像。

        CMOS图像传感器,中文全称互补金属氧化物半导体,由电压控制的放大器件。

        其优势主要表现为:

       (1)CMOS可以利用普通半导体生产线进行生产,制造工艺相对CCD来说要简单很多,因此,其制造成本就要低得多,这一点一直都是CMOS图像传感器的最大优势。

       (2)虽然CMOS的滤镜布局与CCD差别不大,但在感光单元的电路结构上却有着很大差别,CMOS每个感光元件都具备独立的电荷转换电路,可将光电转换后的电信号独立放大输出,比起CCD的统一收集信号再整体放大输出来说,速度上快了很多,也更加的节省耗能。

        随着天文研究、科学探索、医学诊断等领域对图像传感器不断提出新的要求,图像传感器技术也在不断得升级与发展,CCD与CMOS两者之间的差距已逐渐不复存在,在未来的发展过程中,它们必然还将持续不断得进行各项优化。例如CCD在保持高品质成像性能的情况下,将会在整合度方面、成本价格方面、功耗方面做出一定的优化,有效提高其整合度,控制住图像传感器成本,并做好节能工作。而CMOS则将继续将其低成本、低功耗、高整合度的优势最大化,同时,将会在分辨率、灵敏度、信噪比等性能方面再更进一步。

 

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