专业解析CCD和CMOS摄像机哪个更优秀|传感器应用(2008-05-17 00:19:37)
很多朋友都有个疑问:CMOS摄像机和CCD摄像机有何不同?到底哪种好些呢?
在传统观念中,CCD代表着高解析度、低噪点等优点,而CMOS由于噪点问题
传感器工作原理,一直与电脑摄像头、手机摄像头等对画质要求不高的电子产品联系在一起。但是现在CMOS摄像机绝非只局限于简单的应用,甚至发展于高清系列。首先我们还是从CCD和CMOS的不同工作原理说起。
CCD芯片的尺寸
此外,五百万画素的表现是否一定优于四百万画素,其实也不尽然,端看
CCD 的设计布局。5MP:1/1.8英吋 v.s.
4MP:1/1.8英吋,四百万画素的开口率或称为 Fill Factor (光填充率)就比
5MP 来得大,相对的感光能力上要比 5MP 来得强;不过,解像力上当然还是
5MP 画素的感光元件较优。
CCD Size 影响成本与设计,越来越多的 LCD
宽萤幕为了满足人类视觉比例电涡流传感器,跳脱传统
4:3 的规格走向 16:9 /16:10 更宽广的界线。然而,大多数 DSC
消费型数位相机的 CCD 长宽比,依然沿袭 1950 年代电视规格标准刚制订时
4:3的标准(3:2主要仍为 DSLR
数位单眼机身所采用,另中片幅、专业数位机背享有1:1之正方形特殊规格)。主要是这方面设计变更不仅会影响成本,也会牵动至后续相机与镜头的设计。
4.分辨率的选择
评估摄像机分辨率的指标是水平分辨率,其单位为线对,即成像后可以分辨的黑白线对的数目。常用的黑白摄像机的分辨率一般为380-600,彩色为380-480,其数值越大成像越清晰。一般的监视场合,用400线左右的黑白摄像机就可以满足要求。而对于医疗、图像处理等特殊场合传感器与检测技术,用600线的摄像机能得到更清晰的图像。
外同步与外触发
8. 光谱响应特性
CCD器件由硅材料制成,对近红外比较敏感,光谱响应可延伸至1.0um左右。其响应峰值为绿光(550nm),分布曲线如右图所示。夜间隐蔽监视时,可以用近红外灯照明,人眼看不清环境情况,在监视器上却可以清晰成像。由于CCD传感器表面有一层吸收紫外的透明电极,所以CCD对紫外不敏感。彩色摄像机的成像单元上有红、绿、兰三色滤光条,所以彩色摄像机对红外、紫外均不敏感。
介绍了CCD,下面飞鱼来讲解下CMOS,其实传统的CMOS传感器是一种通常比CCD传感器低10倍感光度的传感器。
CMOS称为“互补金属氧化物半导体”流量计传感器,CMOS实际上只是将晶体管放在硅块上的技术,没有更多的含义。传感器被称为CMOS传感器只是为了区别于CCD传感器,与传感器处理影像的真正方法无关。
CMOS传感器不需要复杂的处理过程,直接将图像半导体产生的电子转变成电压信号,因此就非常快。这个优点使得CMOS传感器对于高帧摄像机非常有用,高帧速度能达到400到2000帧/秒。这个优点对于眺望高速移动的物体非常有用,然而由于没有高速的数字讯号处理器,所以市场上只有很少的高速摄像机并一般价格都非常高,每个单位00到300,000。敏通生产的75帧CCD摄像机已经比PAL
TV标准的25帧/秒快了3倍,并且达到了CCD设备的物理极限

强劲3CMOS技术 索尼PC1000E
CMOS数码摄像机工作原理是这样:CMOS感光后生成一个电信号
位置传感器,再把电信号转化为数字信号,再通过独特的算法把数字信号还原为图像,这其中,影像的计算处理就成了一个极其关键的步骤。索尼为CMOS感光芯片专门开发了“增强型影像处理器”,它使用了一种全新的算法,能够很好地提升HDV影像的动态范围,平衡光暗度,表现影像的层次感。所谓“动态范围”是指一台摄像机在暗处拍摄物体时候的影像再现能力,这是考察数码摄像机成像质量的一个重要标准,高动态范围可以在暗处实现原始影像真实重现和同时有很好的细节表现力。“增强型影像处理器”把原始的影像信号分离成为“图像信号”和“亮度信号”,画面的明暗处被分别优化处理,更加逼真传神,高清晰的视频信号就这样实现了。
随着CMOS在制造工艺和影像处理技术上的不断突破,业内对CMOS的前景预测也越来越乐观。高清数字影像的普及更是CMOS技术发展的一个难得机遇。而且,与CCD相比,CMOS的制造原理更加简单,体积更小,功耗可以大大的降低,种种迹像表明:图像传感器的领域正面临着一个重大转折,尽管从目前的状况看,CMOS与CCD图像传感器的应用市场仍然有一个分界,但这个界限似乎越来越模糊。有专家预言,随着300万像素的CMOS图像传感器的上市,图像传感器即将进入“CMOS时代”。

索尼摄像机
CMOS有这么多优点,过去没有在DV和DC产品大范围使用CMOS,是因为CMOS确实存在一些缺陷:由于CMOS的每个像素需要单独搭配一个“放大器”,这就会带来了两个问题:一方面,在每个像素中“放大器”都要占用一定面积,这部分面积不能感光,会直接损失图像;另一方面,要让每个“放大器”的放大效果保持均衡很困难,这也会增加噪点。
>>>QQ470681378