cmos攝像頭目錄
cmos攝像頭定義cmos攝像頭種類cmos攝像頭產品
cmos與CCD的區別
兩者優缺點的比較整體來說, ISO感光度差異, 成本差異:,解析度差異, 噪點差異, 耗電量差異。
cmos攝像頭定義
cmos攝像頭:是一種鏡頭的名稱,是數碼設備用來感光成像的部件.
cmos攝像頭種類
cmos攝像頭種類:一:CMOS,二:CCD;CMOS一般套用在普通數碼設備中,CCD一般套用高檔數碼設備中,都是光學成像,CCD比CMOS單位成像的效果要好。ccd鏡頭比CMOS顏色還原要好分辯率要高。
cmos攝像頭產品
CMOS攝像頭
CCD和CMOS在製造上的主要區別是CCD是集成在半導體單晶材料上,而CMOS是集成在被稱做金屬氧化物的半導體材料上,工作原理沒有本質的區別。CCD只有少數幾個廠商例如索尼、松下等掌握這種技術。而且CCD製造工藝較複雜,採用CCD的攝像頭價格都會相對比較貴。事實上經過技術改造,目前CCD和CMOS的實際效果的差距已經減小了不少。而且CMOS的製造成本和功耗都要低於CCD不少,所以很多攝像頭生產廠商採用的CMOS感光元件。成像方面:在相同像素下CCD的成像通透性、明銳度都很好,色彩還原、曝光可以保證基本準確。而CMOS的產品往往通透性一般,對實物的色彩還原能力偏弱,曝光也都不太好,由於自身物理特性的原因,CMOS的成像質量和CCD還是有一定距離的。但由於低廉的價格以及高度的整合性,因此在攝像頭領域還是得到了廣泛的套用。
CCD是目前比較成熟的成像器件,CMOS被看作未來的成像器件。因為CMOS結
cmos攝像頭特寫(12張)構相對簡單,與現有的大規模積體電路生產工藝相同,從而生產成本可以降低。從原理上,CMOS的信號是以點為單位的電荷信號,而CCD是以行為單位的電流信號,前者更為敏感,速度也更快,更為省電。現在高級的CMOS並不比一般CCD差,但是CMOS工藝還不是十分成熟,普通的SMOS一般解析度低而成像較差。
不管,CCD或CMOS,基本上兩者都是利用矽感光二極體(photodiode)進行光與電的轉換。這種轉換的原理與各位手上具備“太陽電能”電子計算機的“太陽能電池”效應相近,光線越強、電力越強;反之,光線越弱、電力也越弱的道理,將光影像轉換為電子數位訊號。
比較CCD和CMOS的結構,ADC的位置和數量是最大的不同。簡單的說,按我們在上一講“CCD感光元件的工作原理(上)”中所提之內容。CCD每曝光一次,在快門關閉後進行像素轉移處理,將每一行中每一個像素(pixel)的電荷信號依序傳入“緩衝器”中,由底端的線路引導輸出至CCD旁的放大器進行放大,再串聯ADC輸出;相對地,CMOS的設計中每個像素旁就直接連著ADC(放大兼類比數字信號轉換器),訊號直接放大並轉換成數位訊號。
兩者優缺點的比較
CCD與CMOS設計單一感光器感光器連線放大器。
靈敏度同樣面積下高感光開口小,靈敏度低。
成本線路品質影響程度高,成本高CMOS整合集成,成本低。
解析度連線複雜度低,解析度高低,新技術高。
噪點比單一放大,噪點低百萬放大,噪點高。
功耗比需外加電壓,功耗高直接放大,功耗低。
由於構造上的基本差異,我們可以表列出兩者在性能上的表現之不同。CCD的特色在於充分保持信號在傳輸時不失真(專屬通道設計),透過每一個像素集合至單一放大器上再做統一處理,可以保持資料的完整性;CMOS的製程較簡單,沒有專屬通道的設計,因此必須先行放大再整合各個像素的資料。
整體來說,
CCD與CMOS兩種設計的套用,反應在成像效果上,形成包括ISO感光度、製造成本、解析度、噪點與耗電量等,不同類型的差異:
ISO感光度差異:
由於CMOS每個像素包含了放大器與A/D轉換電路,過多的額外設備壓縮單一像素的感光區域的表面積,因此相同像素下,同樣大小之感光器尺寸,CMOS的感光度會低於CCD。
成本差異:
CMOS套用半導體工業常用的MOS製程,可以一次整合全部周邊設施於單晶片中,節省加工晶片所需負擔的成本和良率的損失;相對地CCD採用電荷傳遞的方式輸出資訊,必須另闢傳輸通道,如果通道中有一個像素故障(Fail),就會導致一整排的訊號壅塞,無法傳遞,因此CCD的良率比CMOS低,加上另闢傳輸通道和外加ADC等周邊,CCD的製造成本相對高於CMOS。
解析度差異:
在第一點“感光度差異”中,由於CMOS每個像素的結構比CCD複雜,其感光開口不及CCD大,相對比較相同尺寸的CCD與CMOS感光器時,CCD感光器的解析度通常會優於CMOS。不過,如果跳脫尺寸限制,目前業界的CMOS感光原件已經可達到1400萬像素/全片幅的設計,CMOS技術在量率上的優勢可以克服大尺寸感光原件製造上的困難,特別是全片幅24mm-by-36mm這樣的大小。
噪點差異:
由於CMOS每個感光二極體旁都搭配一個ADC放大器,如果以百萬像素計,那么就需要百萬個以上的ADC放大器,雖然是統一製造下的產品,但是每個放大器或多或少都有些微的差異存在,很難達到放大同步的效果,對比單一個放大器的CCD,CMOS最終計算出的噪點就比較多。
耗電量差異:
CMOS的影像電荷驅動方式為主動式,感光二極體所產生的電荷會直接由旁邊的電晶體做放大輸出;但CCD卻為被動式,必須外加電壓讓每個像素中的電荷移動至傳輸通道。而這外加電壓通常需要12伏特(V)以上的水平,因此CCD還必須要有更精密的電源線路設計和耐壓強度,高驅動電壓使CCD的電量遠高於CMOS。
儘管CCD在影像品質等各方面均優於CMOS,但不可否認的CMOS具有低成本、低耗電以及高整合度的特性。CMOS的低成本和穩定供貨,成為廠商的最愛,也因此其製造技術不斷地改良更新,使得CCD與CMOS兩者的差異逐漸縮小。新一代的CCD朝向耗電量減少作為改進目標,CMOS系列,則開始朝向大尺寸面積與高速影像處理晶片統合,藉由後續的影像處理修正噪點以及畫質表現,特別是Canon系列的EOSD30、EOS300D的成功,足見高速影像處理晶片已經可以勝任高像素CMOS所產生的影像處理時間與能力的縮短CMOS未來跨足高階的影像市場產品,前景可期。
目前,市場銷售的數碼攝像頭中以CMOS感光器件的為主。在採用CMOS為感光元器件的產品中,通過採用影像光源自動增益補強技術,自動亮度、白平衡控制技術,色飽和度、對比度、邊緣增強以及伽馬矯正等先進的影像控制技術,完全可以達到與CCD攝像頭相媲美的效果。受市場情況及市場發展等情況的限制,攝像頭採用CCD圖像感測器的廠商為數不多,主要原因是採用CCD圖像感測器成本高的影響。