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CCD传感器与CMOS传感器性能对比后存在的特点

2020年12月21日17:37 http://www.zhboyang.com

  CCD传感器与CMOS传感器在结构,性能和技术上有所不同。在这里,我将对两者进行简单的比较,以便大多数读者可以对CCD和CMOS有所了解。


  CCD和CMOS传感器是当前最常用的数字图像传感器,广泛用于数码相机,数码摄像机,照相手机,照相机和其他产品中。两者在结构,性能和技术上都不相同。在这里,我将对两者进行简单的比较,以便读者可以对CCD和CMOS有所了解,并且在购买相关产品时也可以这样做。心里知道。

CCD传感器与CMOS传感器.png

  一,CCD传感器与CMOS传感器的性能比较


  ISO感光度:由于CMOS的每个像素均由四个晶体管和一个光电二极管组成,因此它还包含放大器和数模转换电路。太多的附加设备会减少单个像素的感光区域的表面积,因此在相同像素,相同尺寸的情况下,CMOS的感光度将低于CCD。


  分辨率:由于CMOS传感器的每个像素都比CCD传感器复杂,因此其像素大小很难达到CCD传感器的水平。因此,当我们比较相同尺寸的CCD和CMOS时,CCD传感器的分辨率通常要优于CMOS传感器。


  噪声:由于CMOS的每个光电二极管都需要配备一个放大器,因此,如果以百万像素为单位,则需要超过一百万个放大器。该放大器是一个模拟电路,很难使每个放大器获得的结果保持一致。因此,与仅在芯片边缘放置一个放大器的CCD传感器相比,CMOS传感器的噪声会增加很多,从而影响图像质量。


  功耗:CMOS传感器的图像获取方法已激活,光电二极管产生的电荷将被直接放大并由其旁边的晶体管输出;CCD传感器为被动采集时,必须施加电压以使每个像素中的电荷移动到传输通道。施加的电压通常需要12?18V,因此CCD必须具有更精确的电源电路设计和耐压性。高驱动电压使CCD的功耗大大高于CMOS的功耗。CMOS的功耗仅为CCD的1/8至1/10。


  成本:由于CMOS传感器在一般的半导体电路中使用最常用的CMOS工艺,因此外围电路(例如AGC,CDS,定时发生器或DSP等)可以轻松集成到传感器芯片中,因此可以降低外围芯片的成本被保存;而CCD使用电荷转移的方法转移数据。只要不能操作像素之一,就不能传输整行数据。因此,与CMOS传感器相比,控制CCD传感器的成品率要困难得多,即使是经验丰富的制造商也很难推出产品。因此,在半年之内突破50%的水平,CCD传感器的制造成本将高于CMOS传感器。


  二,CCD传感器的特点


  ①调制传递函数MTF特性:固态图像传感器由像素矩阵和相应的传递部分组成。尽管已将固态像素做得很小,并且它们的间隔也很小,但这仍然是识别微小图像或再现图像微小部分的主要障碍。


  ②输出饱和特性:当超过饱和曝光的强光图像照射在图像传感器上时,传感器的输出电压将饱和。这种现象称为输出饱和特性。输出饱和现象的根本原因是光电二极管或MOS电容器只能产生并积累一定限度的光生信号电荷。


  ③暗输出特性:暗输出也称为无照明输出,是指暗淡的图像


  当CCD传感器信号点亮时,传感器仍具有输出较小的特性,并且输出来自暗(未点亮)电流。


  ④灵敏度:单位辐照度产生的输出光电流表示固态图像传感器的灵敏度,这主要与固态图像传感器的像素大小有关。


  ⑥色散:饱和曝光以上的过亮光图像会在像素中生成并积累过饱和的信号电荷。此时,过饱和电荷将从一个像素的势阱通过基板扩散到相邻像素的势阱。这样,再现图像中不应显示一定亮度的部分将显示亮度。这种情况称为分散现象。


  ⑥残像:在扫描某个像素并读出其信号电荷后,将下一次扫描后的读出信号仍受上次信号电荷影响的现象称为残像。


  ⑦等效噪声暴露:暗输出(电压)等效时的暴露称为传感器的等效噪声暴露。


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