图像传感器技术的特点

秋水伊人

      在图像传感器类别中，CCD是应用在摄影摄像方面的高端技术元件，CMOS则应用于较低影像品质的产品中，它的优点是制造成本较CCD更低，功耗也低得多，这也是市场上很多采用USB接口的产品无须外接电源且价格便宜的原因。尽管在技术上有较大的不同，但CCD和CMOS两者性能差距不是很大，只是CMOS摄像头对光源的要求要高一些，但现在该问题已经基本得到解决。目前CCD元件的尺寸多为1/3英寸或者1/4英寸，在相同的分辨率下，宜选择元件尺寸较大的为好。

                               
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    图像传感器应用范围
    图像传感器属于光电产业里的光电元件类，随着数码技术、半导体制造技术以及网络的迅速发展，目前市场和业界都面临着跨越各平台的视讯、影音、通讯大整合时代的到来，勾划着未来人类的日常生活的美景。短短的几年，数码相机就由几十万像素，发展到400、500万像素甚至更高。不仅在发达的欧美国家，数码相机已经占有很大的市场，就是在发展中的中国，数码相机的市场也在以惊人的速度增长，因此，其关键零部件——图像传感器产品就成为当前以及未来业界关注的对象，吸引着众多厂商投入。以产品类别区分，图像传感器产品主要分为CCD、CMOS以及CIS传感器三种。
    CCD图像传感器
    CCD（Charged Coupled Device）于1969年在贝尔试验室研制成功，其发展历程已经将近40多年。CCD又可分为线型（Linear）与面型（Area）两种，其中线型应用于影像扫瞄器及传真机上，而面型主要应用于数码相机（DSC）、摄录影机、监视摄影机等多项影像输入产品上。
    CCD传感器有以下优点：
    ● 高解析度（High Resolution）
    ● 低杂讯（Low Noise），高敏感度
    ● 动态范围广（High Dynamic Range）
    ● 良好的线性特性曲线（Linearity）
    ● 高光子转换效率（High Quantum Efficiency）
    ● 大面积感光（Large Field of View）
    ● 光谱响应广（Broad Spectral Response）
    ● 低影像失真（Low Image Distortion）
    ● 体积小、重量轻。
    ● 低耗电力，不受强电磁场影响。
    ● 电荷传输效率佳
    ● 可大批量生产，品质稳定，坚固，不易老化，使用方便及保养容易。
    CMOS图像传感器
    CMOS图像传感器与CCD相比，CMOS具有体积小，耗电量不到CCD的十分之一，售价也比CCD便宜三分之一的优点。与CCD产品相比，CMOS是标准工艺制程，可利用现有的半导体设备，不需额外的投资设备，且品质可随著半导体技术的提升而进步。另外，CMOS传感器的最大优势，是它具有高度系统整合的条件。理论上，所有图像传感器所需的功能，例如垂直位移、水平位移暂存器、时序控制、CDS、ADC等， 都可放在集成在一颗晶片上， 甚至于所有的晶片包括后端晶片（Back-end Chip）、快闪记忆体（Flash RAM）等也可整合成单晶片（SYSTEM-ON-CHIP），以达到降低整机生产成本的目的。
    从产品的技术发展趋势看，无论是CCD还是CMOS，其体积小型化及高像素化仍是业界积极研发的目标。因为像素大则图像产品的分辨率越高，清晰度越好，体积越小，其应用面更广泛。