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CCD和CMOS圖像傳感器性能相差怎么樣,圖像傳感器的設計對比?

發(fā)布時間:2023-05-11 18:06:22人氣:

 CCD圖像傳感器的特點是在傳輸過程中保持信號不失真(專用信道設計)。將各像素集中在一個放大器中,進行批量處理,可以確保數(shù)據(jù)的完整性。CMOS圖像傳感器沒有專用的通道設計,需要先放大,然后合并每個像素的數(shù)據(jù)。一般而言,CCD和CMOS圖像傳感器在設計和應用上的差異表現(xiàn)在成像效果上,具體表現(xiàn)在以下方面.


 一、圖像傳感器靈敏度差異


 由于傳感器CMOS的各像素包括放大器和A/D轉(zhuǎn)換電路,過剩的附加裝置壓縮了各個像素的受光區(qū)域的表面積。因此,在相同像素和相同大小的感光體下,CMOS的靈敏度低于CCD。


 二、圖像傳感器噪聲點的差異


 由于傳感器CMOS的各光電二極管均配備有ADC放大器,按100萬像素計算,需要100萬個以上的ADC放大器。雖然是統(tǒng)一的產(chǎn)品,但每個放大器多少有些不同,很難進行同一水平的放大。與單放大器CCD相比,傳感器CMOS最終會計算出更多的噪聲點。


 三、圖像傳感器分辨率的差異


 CMOS傳感器的每個像素的結構比CCD復雜,其感光開口也沒有CCD大。如果比較相同尺寸的CCD和CMOS感光體,則CCD感光體的分辨率通常優(yōu)于CMOS。但目前,行業(yè)內(nèi)的CMOS原件可設計成1400萬像素/全畫幅,CMOS工藝的數(shù)量優(yōu)勢可以克服大尺寸原件制造的困難。


 四、圖像傳感器成本差異


 CMOS APP封裝可以將所有外圍設施一次集成在一個芯片上,節(jié)約芯片加工成本和成品率的損失;與CCD通過電荷傳輸輸出信號相比,需要建立另一個傳輸通道。如果通道中存在無效像素,則不會傳輸信號,因此CCD的通過率低于傳感器CMOS。除了專用的傳輸路徑設計外,CCD的制造成本比CMOS傳感器高。


 五、圖像傳感器功耗差異


 CMOS傳感器采用的圖像電荷驅(qū)動模式為活動狀態(tài),光電二極管產(chǎn)生的電荷由相鄰的晶體管直接放大后輸出。但是CCD是被動的,需要施加電壓才能將每個像素的電荷轉(zhuǎn)移到傳輸通道中。施加的電壓通常應高于12伏(V)。因此,CCD需要更精密的電源電路設計和更高的耐壓強度。由于驅(qū)動電壓高,CCD的功率遠遠高于傳感器CMOS。

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