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CCD和CMOS图像传感器性能相差怎么样,图像传感器的设计对比?

发表时间:2022-11-25 16:42【 阅读量:-查看手机网址
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 CCD图像传感器的特点是在传输过程中保持信号不失真(专用信道设计)。将各像素集中在一个放大器中,进行批量处理,可以确保数据的完整性。CMOS图像传感器没有专用的通道设计,需要先放大,然后合并每个像素的数据。一般而言,CCD和CMOS图像传感器在设计和应用上的差异表现在成像效果上,具体表现在以下方面.


 一、图像传感器灵敏度差异


 由于传感器CMOS的各像素包括放大器和A/D转换电路,过剩的附加装置压缩了各个像素的受光区域的表面积。因此,在相同像素和相同大小的感光体下,CMOS的灵敏度低于CCD。


 二、图像传感器噪声点的差异


 由于传感器CMOS的各光电二极管均配备有ADC放大器,按100万像素计算,需要100万个以上的ADC放大器。虽然是统一的产品,但每个放大器多少有些不同,很难进行同一水平的放大。与单放大器CCD相比,传感器CMOS最终会计算出更多的噪声点。


 三、图像传感器分辨率的差异


 CMOS传感器的每个像素的结构比CCD复杂,其感光开口也没有CCD大。如果比较相同尺寸的CCD和CMOS感光体,则CCD感光体的分辨率通常优于CMOS。但目前,行业内的CMOS原件可设计成1400万像素/全画幅,CMOS工艺的数量优势可以克服大尺寸原件制造的困难。


 四、图像传感器成本差异


 CMOS APP封装可以将所有外围设施一次集成在一个芯片上,节约芯片加工成本和成品率的损失;与CCD通过电荷传输输出信号相比,需要建立另一个传输通道。如果通道中存在无效像素,则不会传输信号,因此CCD的通过率低于传感器CMOS。除了专用的传输路径设计外,CCD的制造成本比CMOS传感器高。


 五、图像传感器功耗差异


 CMOS传感器采用的图像电荷驱动模式为活动状态,光电二极管产生的电荷由相邻的晶体管直接放大后输出。但是CCD是被动的,需要施加电压才能将每个像素的电荷转移到传输通道中。施加的电压通常应高于12伏(V)。因此,CCD需要更精密的电源电路设计和更高的耐压强度。由于驱动电压高,CCD的功率远远高于传感器CMOS。