摄像头成像元件 CCD CMOS
目前在各种影象采集设备上(比如数码相机、数码摄像机、摄像头当然也包括手机)常见的成像元件有CMOS和CCD两种。
CCD称为电荷耦合半导体器件,
=Charge-Coupled Device
CMOS称为互补型金属氧化物场效应器件。
= Complementary Metal-Oxide-Semiconductor Transistor
它们成像的原理不做深究,但通常认为,简单的说,CMOS元件耗电极低(相对而言),周邊元件較少,將大多的元件集成在一起,但成像效果不出色CMOS 优势就在于低成本、低耗电,但是 CMOS 在处理快速变化的影像时,由于电流变化频繁,容易产生过热的现象,会出现杂点。CCD元件,耗电量较大,周邊元件較多,但成像效果出色。
目前我們所使用的CMOS的封裝方式為 CSP(Chip Scale Packing)
我们先来认识摄像头的构造吧。虽然现在有内置和外接之分,但其基本原理是一样的。
未命名.JPG (14.48 KB)
2007-3-26 11:40按照其采用的感光器件来分,有CCD和CMOS之分。其中CCD(Charge Coupled Device,电荷耦合组件)是应用在摄像、图像扫描方面的高端技术组件,CMOS(Complementary etal-Oxide Semiconductor,附加金属氧化物半导体组件)则大多应用在一些低端视频产品中。但是这样的定位并不表示在具体的摄像头使用时,两者有很大区别。事实上经过技术改造,目前CCD和CMOS的实际效果的差距已经大大的减小了。而CMOS的制造成本和功耗都要低于CCD不少,所以很多摄像头生产厂商采用的都是CMOS镜头。现在,市面上大多数都采用的是CMOS,少数也采用了CCD的。
CCD和CMOS各自的利弊,我们可以从技术的角度来比较两者主要存在的区别
(a)信息读取方式不同
CCD传感器存储的电荷信息需在同步信号控制下一位一位的实施转移后读取,电荷信息转移和读取输出需要有时钟控制电路和三组不同的电源相配合,整个电路较为复杂。CMOS传感器经光电转换后直接产生电流(或电压)信号,信号读取十分简单。
(b)速度有所差别
CCD传感器需在同步时钟的控制下以行为单位一位一位的输出信息,速度较慢;而CMOS传感器采集光信号的同时就可以取出电信号,还能同时处理各单元的图象信息,速度比CCD快很多。
(c)电源及耗电量
CCD传感器电荷耦合器大多需要三组电源供电,耗电量较大;CMOS传感器只需使用一个电源,耗电量非常小,仅为CCD电荷耦合器的1/8到1/10,CMOS光电传感器在节能方面具有很大优势。
(d)成像质量
CCD传感器制作技术起步较早,技术相对成熟,采用PN结合二氧化硅隔离层隔离噪声,成像质量相对CMOS传感器有一定优势。由于CMOS传感器集成度高,光电传感元件与电路之间距离很近,相互之间的光、电、磁干扰较为严重,噪声对图象质量影响很大。
CCD称为电荷耦合半导体器件,
=Charge-Coupled Device
CMOS称为互补型金属氧化物场效应器件。
= Complementary Metal-Oxide-Semiconductor Transistor
它们成像的原理不做深究,但通常认为,简单的说,CMOS元件耗电极低(相对而言),周邊元件較少,將大多的元件集成在一起,但成像效果不出色CMOS 优势就在于低成本、低耗电,但是 CMOS 在处理快速变化的影像时,由于电流变化频繁,容易产生过热的现象,会出现杂点。CCD元件,耗电量较大,周邊元件較多,但成像效果出色。
目前我們所使用的CMOS的封裝方式為 CSP(Chip Scale Packing)
我们先来认识摄像头的构造吧。虽然现在有内置和外接之分,但其基本原理是一样的。
未命名.JPG (14.48 KB)
2007-3-26 11:40按照其采用的感光器件来分,有CCD和CMOS之分。其中CCD(Charge Coupled Device,电荷耦合组件)是应用在摄像、图像扫描方面的高端技术组件,CMOS(Complementary etal-Oxide Semiconductor,附加金属氧化物半导体组件)则大多应用在一些低端视频产品中。但是这样的定位并不表示在具体的摄像头使用时,两者有很大区别。事实上经过技术改造,目前CCD和CMOS的实际效果的差距已经大大的减小了。而CMOS的制造成本和功耗都要低于CCD不少,所以很多摄像头生产厂商采用的都是CMOS镜头。现在,市面上大多数都采用的是CMOS,少数也采用了CCD的。
CCD和CMOS各自的利弊,我们可以从技术的角度来比较两者主要存在的区别
(a)信息读取方式不同
CCD传感器存储的电荷信息需在同步信号控制下一位一位的实施转移后读取,电荷信息转移和读取输出需要有时钟控制电路和三组不同的电源相配合,整个电路较为复杂。CMOS传感器经光电转换后直接产生电流(或电压)信号,信号读取十分简单。
(b)速度有所差别
CCD传感器需在同步时钟的控制下以行为单位一位一位的输出信息,速度较慢;而CMOS传感器采集光信号的同时就可以取出电信号,还能同时处理各单元的图象信息,速度比CCD快很多。
(c)电源及耗电量
CCD传感器电荷耦合器大多需要三组电源供电,耗电量较大;CMOS传感器只需使用一个电源,耗电量非常小,仅为CCD电荷耦合器的1/8到1/10,CMOS光电传感器在节能方面具有很大优势。
(d)成像质量
CCD传感器制作技术起步较早,技术相对成熟,采用PN结合二氧化硅隔离层隔离噪声,成像质量相对CMOS传感器有一定优势。由于CMOS传感器集成度高,光电传感元件与电路之间距离很近,相互之间的光、电、磁干扰较为严重,噪声对图象质量影响很大。

