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CMOS传感器和CCD传感器5种性能差异

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人气:-发表时间:2021-04-02 15:04【

  CMOS传感器和CCD传感器5种性能差异

  CMOS传感器

  CCD和CMOS传感器是两个常用的图像传感器,它们都使用光电二极管进行光电转换以将图像转换为数字数据。 主要区别在于数字数据传输的方式。

  

  CCD传感器每行的每个像素的电荷数据将依次传输到下一个像素,从底部输出,然后由传感器边缘的放大器放大并输出; 而在CMOS传感器中,每个像素将与放大器和AD转换电路相邻,并以类似于存储电路的方式输出数据。

  

  造成这种差异的原因:CCD的特殊处理可以确保数据在传输过程中不会失真,因此可以将每个像素的数据收集到边缘然后放大; 传输距离长时会产生CMOS工艺数据。 因此,必须先放大噪声,然后再对每个像素的数据进行积分

  CMOS传感器原理

  由于数据传输方法不同,因此CCD和CMOS传感器之间在性能和应用方面也存在许多差异。 这些差异包括以下5个差异:

  

  1,灵敏度差异:

  

  由于CMOS传感器的每个像素都由四个晶体管和一个光敏组件(包括放大器和AD转换电路)组成,因此每个像素的光敏面积都比像素本身的表面积小得多,因此在 在相同像素大小的情况下,CMOS传感器的灵敏度低于CCD传感器的灵敏度。

  

  2,成本差异:

  

  由于CMOS传感器将最常用的CMOS工艺用于一般的半导体电路,因此外围电路(例如GC,CDS,定时发生器或DSP等)可以轻松集成到传感器芯片中,从而可以节省外围芯片的成本 ; 另外,由于CCD使用电荷转移的方法来传输数据。 只要像素之一不能工作,就不能传输整个数据行。 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生产产品。  CCD传感器在推出后的六个月内突破了50%的水平,其成本将高于CMOS传感器。

  

  3,分辨率差异:

  

  CMOS传感器的每个像素都比CCD传感器复杂,并且其像素大小很难达到CCD传感器的水平。 因此,当比较相同尺寸的CCD和CMOS传感器时,CCD传感器的分辨率通常比CMOS传感器的分辨率要好。 的水平。 例如,市场上的CMOS传感器可以达到210万像素的水平(OmnOV2610,于2002年6月推出),其尺寸为12英寸,像素尺寸为4.25m,但是索尼的CX452在2002年,其尺寸类似于 OV2610差不多(11.8英寸),但是分辨率可以达到513万像素,像素大小仅为278mm。

  

  4,噪音差异:

  

  由于CMOS传感器的每个光敏二极管都需要配备一个放大器,并且该放大器是一个模拟电路,因此很难使每个放大器获得的结果保持一致。 因此,与在芯片边缘仅具有一个放大器的CCD传感器相比,CMOS传感器的噪声会大大增加并影响图像质量。

  CMOS传感器性能

  5,功耗差异:

  

  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晶体管直接放大并输出,但是CCD传感器是无源采集,并且需要一个外部电压来移动每个像素中的电荷,并且附加电压通常需要达到12-18Vv: 因此,除了用于CCD传感器的更困难的电源管理电路设计(需要电源IC)之外,高驱动电压还使其功耗大大高于CMOS传感器。 例如,Omnivision的OV7640(14英寸VGA,以30fps的速度运行,功耗仅为40mW;三洋公司推出的使用CCD传感器的1/7英寸CIF级产品具有其功能功耗仍然高于 90mW。因此,CCD比CMOS产生更多的热量,并且不能长时间在阳光下工作。

  

  总之,在灵敏度,分辨率和噪声控制方面,CCD传感器优于CMOS传感器,而CMOS传感器具有低成本,低功耗和高集成度的特点。 但是,随着CCD和CMOS传感器技术的发展,两者之间的差异逐渐缩小。 例如,CCD传感器一直在改善功耗以应用于移动通信市场(该领域的代表产业是三洋):CMOS传感器提高了其不足之处的分辨率和灵敏度,可应用于高端成像产品。

此文关键字:CMOS传感器 CCD传感器