一、谁知道CMOS传感器的作用是什么?
后来发现CMOS经过加工也可以作为数码摄影中的图像传感器,CMOS传感器也可细分为被动式像素传感器(Passive Pixel Sensor CMOS)与主动式像素传感器(Active Pixel Sensor CMOS)。CCD和CMOS采用类似的色彩还原原理,但是CMOS传感器信噪比差,敏感度不够的缺点使得目前CCD技术占据了数码摄影大半壁江山。不过CMOS技术也有CCD难以比拟的优势,普通CCD必须使用3个以上的电源电压,而CMOS在单一电源下就可以运作,因而CMOS耗电量更小,与CCD产品相比,CMOS是标准工艺制程,可利用现有的半导体制造流水线,不需额外投资设备,且品质可随半导体技术的提升而进步,CMOS传感器的最大优势是售价比CCD便宜近1/3。 同时,CMOS传感器的这些优点也多用于手机图象处理当中.
二、CMOS图像传感器的简介
在CMOS图像传感器芯片上还可以集成其他数字信号处理电路,如AD转换器、自动曝光量控制、非均匀补偿、白平衡处理、黑电平控制、伽玛校正等,为了进行快速计算甚至可以将具有可编程功能的DSP器件与CMOS器件集成在一起,从而组成单片数字相机及图像处理系统。
1963年Morrison发表了可计算传感器,这是一种可以利用光导效应测定光斑位置的结构,成为CMOS图像传感器发展的开端。1995年低噪声的CMOS有源像素传感器单片数字相机获得成功。
CMOS图像传感器具有以下几个优点:1)、随机窗口读取能力。随机窗口读取操作是CMOS图像传感器在功能上优于CCD的一个方面,也称之为感兴趣区域选取。此外,CMOS图像传感器的高集成特性使其很容易实现同时开多个跟踪窗口的功能。2)、抗辐射能力。总的来说,CMOS图像传感器潜在的抗辐射性能相对于CCD性能有重要增强。3)、系统复杂程度和可靠性。采用CMOS图像传感器可以大大地简化系统硬件结构。4)、非破坏性数据读出方式。5)、优化的曝光控制。值得注意的是,由于在像元结构中集成了多个功能晶体管的原因,CMOS图像传感器也存在着若干缺点,主要是噪声和填充率两个指标。鉴于CMOS图像传感器相对优越的性能,使得CMOS图像传感器在各个领域得到了广泛的应用。
美国高清高速CMOS图像传感器
DYNAMAX-11:潘纳维申影像这颗新的传感器含有的全局电子曝光快门技术,极大地改善了工业成像在室内和室外的应用。这颗新发布的DYNAMAX-11图像传感器适合用于机器视觉、安防监控、智能交通、生命科学、生物医疗、科学影像、高清录像、电视广播等工业成像领域。这颗新发布的DYNAMAX-11图像传感器含有320万像素,像素大小为5.0?m × 5.0?m。DYNAMAX-11具有以下一些特点:
1:高灵敏度,低噪声。DYNAMAX-11在卷帘曝光的模式下,可以实现小于4 electrons rms噪声,在全局曝光的模式下,可以实现小于8 electrons rms噪声。
2:宽的光谱响应范围,覆盖从可见光到红外。
3: DYNAMAX-11具有快速的输出能力,可以达到全尺寸3.2M输出时,60帧/秒,和HDTV1920*1080输出时,72帧/秒的输出速度。
4:高动态模式下的动态范围可达120分贝.
DYNAMAX-11采用了CLCC封装,非常便于客户的安装焊接和结构设计。DYNAMAX-11 适合3/4英寸的光学尺寸。同时,DYNAMAX-11对应高清电视格式要求(HDTV,1080i,16:9),也设计了感兴趣区域的2/3英寸的200万像素光学格式(对角线11毫米)。
DYNAMAX-11彩色和黑白两种芯片的样片正提供给PVI的客户.
三、CMOS传感器的区别
CCD与CMOS传感器是被普遍采用的两种图像传感器,两者都是利用感光二极管(photodiode)进行光电转换,将图像转换为数字数据,而其主要差异是数字数据传送的方式不同。
CCD传感器中每一行中每一个象素的电荷数据都会依次传送到下一个象素中,由最底端部分输出,再经由传感器边缘的放大器进行放大输出;而在CMOS传感器中,每个象素都会邻接一个放大器及A/D转换电路,用类似内存电路的方式将数据输出。
造成这种差异的原因在于:CCD的特殊工艺可保证数据在传送时不会失真,因此各个象素的数据可汇聚至边缘再进行放大处理;而CMOS工艺的数据在传送距离较长时会产生噪声,因此,必须先放大,再整合各个象素的数据 。
由于数据传送方式不同,因此CCD与CMOS传感器在效能与应用上也有诸多差异,这些差异包括: CMOS传感器的图像采集方式为主动式,感光二极管所产生的电荷会直接由晶体管放大输出,但CCD传感器为被动式采集,需外加电压让每个象素中的电荷移动,而此外加电压通常需要达到12~18V;因此,CCD传感器除了在电源管理电路设计上的难度更高之外(需外加 power IC),高驱动电压更使其功耗远高于CMOS传感器的水平。举例来说,OmniVision推出的OV7640(1/4英寸、VGA),在 30 fps的速度下运行,功耗仅为40mW;而致力于低功耗CCD传感器的Sanyo公司推出的1/7英寸、CIF等级的产品,其功耗却仍保持在90mW 以上。因此CCD发热量比CMOS大,不能长时间在阳光下工作。
综上所述,CCD传感器在灵敏度、分辨率、噪声控制等方面都优于CMOS传感器,而CMOS传感器则具有低成本、低功耗、以及高整合度的特点。不过,随着CCD与CMOS传感器技术的进步,两者的差异有逐渐缩小的态势,例如,CCD传感器一直在功耗上作改进,以应用于移动通信市场(这方面的代表业者为Sanyo);CMOS传感器则在改善分辨率与灵敏度方面的不足,以应用于更高端的图像产品。