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:CCD和CMOS主要技术特性比较(下)

广东11选5历史开奖_广东11选5开奖|东台葱纫装饰设计工程有限公司 www.cccjx.cn 2015-11-03 10:01:46来源:太平洋安防网已被 人阅读

内容摘要:微光成像(低照度成像)Low-lightOperation  当需要在微光下成像时,CCD和CMOS感光器采用的技术是不同的,在微光条件下,读出放大器非常重要,CCD采用统..,下面将为大家详细介绍“CCD和CMOS主要技术特性比较(下)”的相关内容。
太平洋安防网讯
    微光成像(低照度成像)Low-lightOperation

  当需要在微光下成像时,CCD和CMOS感光器采用的技术是不同的,在微光条件下,读出放大器非常重要,CCD采用统一的放大器读出,相应的,一致性比CMOS要好。微光条件意味着信号和噪声的量级接近,噪声对图像的质量影响会很大。每个CMOS感光器像素上的读出放大器都是低带宽放大器,比CCD感光器中用的高带宽放大器噪声更小,因此,可以通过提高信号增益来获得更好的信噪比。而通常CCD比CMOS的填充因子要高,同样条件下收集的电荷数会更多。同时CCD可以通过电荷倍增技术,在读出前,通过多级的电荷倍增,每次增加小幅度增益,获得更高的信噪比。此外,像素组合功能(Binning)也可以提高CCD的灵敏度,对N个像素进行Binning可将信噪比提升N倍。CMOS也可以进行类似的Binning,往往是对相邻像素电压信号进行采样叠加,由于采样也会引入一定的随机噪声,因此,CMOS中对N个像素进行Binning所得的信噪比的提升只能达到倍。

  非可见光成像OtherWavelenghs

  CCD和CMOS感光器在对可见光以外的光谱成像方面也有很大的不同,如红外光(IR)射到传感芯片上时会比可见光打得更深,因此要想充分收集这些电荷,就需要将硅衬底做得更厚些。这对于CCD芯片,在工艺上会容易些。而对于CMOS,工艺还会有些问题。将感光部分硅衬底做得更厚,意味着要将其他的光电二极管做得同样厚,这样会影响这些控制门、放大器等器件的性能。

  对于紫外光(UV),无法透过大多数集成电路电极层,或者是电路电机层对紫外线根本不响应。这就导致如果采用前照的方式,紫外光引起的响应会很弱,要解决这个效应问题,可以通过去掉基底层,采用背照的方式来实现。CCD感光器的减薄技术已经非常成熟,而CMOS的减薄技术也取得了很大的突破。

  CCD还是CMOS

  从CCD和CMOS感光器对电子快门、帧率、微光成像及非可见光成像的不同工艺技术所带来的不同影响,可以不难看出,选择CCD或CMOS传感器应取决于具体应用。对于需要微光或非可见光成像的应用,CCD技术的优势非常明显;对于需要高帧率和低能耗的应用,或需要对一些感兴趣区域成像的应用,CMOS则是更好的选择;如果对电子快门有特别的需求,这两种技术则各有利弊。

可以看到,对于交通抓拍而言,传感器必须要Globalshutter的,这样才能避免车牌的变形;同时,如果对夜间效果要求比较高,最好是选择灵敏度高的传感器(CCD或者高端CMOS芯片);而为了避免产生拖影挡住车牌,应选择CMOS,以有效弥补这个缺陷;而对于视频监控而言,图像的实时性和流畅性更为重要,所以帧率更具优势的CMOS就成为最佳选择。

  针对交通抓拍和高清视频监控,现在有厂商推出将各类主要成熟技术集成在高端CMOS传感器上的整体解决方案。

  CMOS后劲勃发

  CCD和CMOS的主要区别是感光单元及读出电路结构不同而导致制造工艺的不同。CCD感光单元实现光电转换后,以电荷方式存贮并以电荷转移的方式顺序输出,需要专用的工艺制程实现。CMOS图像感光单元为光电二极管,可在通用CMOS集成电路工艺制程中实现,除此之外还可将图像处理电路集成,实现更高的集成度和更低的功耗。

  由于CCD技术出现较早,相对成熟,占据了绝大部分的高端市场。早期CMOS与CCD相比,仅只功耗与成本优势,现在随着CMOS技术的不断进步,性能已不断提升,而CCD技术提升空间有限,进步缓慢。

  目前,图像传感器技术趋势是向高速发展,而CMOS是高速成像所青睐的技术。有资料说,高速图像传感器有三大发展动向,一是向超高速、二是向单片上多功能集成、三是向通用高速图像传感器方向发展。

  现在,CMOS不仅占据几乎全部的便携产品和部分高端DSC(DigitalStillCamera)市场,更是向CCD传统优势市场——监控市场发起了冲击。

  上述介绍只是想说明选择CCD或CMOS要“量才录用”,要根据应用的环境和要求来合适选择CCD或CMOS技术的监控摄像机。这就要求工程和设备商不但要熟悉各类技术摄像机的性能和特点,还要对应用环境和要求进行周密考察,唯如此,才能达到监控的预期效果,否则只能是“事倍而功半”。

  最后,CMOS作为上升的感光传感器技术,尽管现在仍有一些性能比不上CCD,但CCD和CMOS在制造上的主要区别是CCD是集成在半导体单晶材料上,而CMOS是集成在被称做金属氧化物的半导体材料上,工作原理没有本质区别,CCD制造工艺较复杂。目前CCD和CMOS实际效果的差距已大大缩小,与CCD相比,CMOS体积小、耗电量低、成本低廉;CMOS是标准工艺制造,可利用现有半导体设备,品质可随半导体技术的提升而进步;CMOS传感器具有高度系统整合的条件,即图像传感器所需的功能,都可集成在一颗晶片上。综上所说,CMOS后劲勃发是其发展的必然。
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