視覺系統(tǒng)CCD和CMOS傳感器原理應(yīng)用有何區(qū)別?
發(fā)布時(shí)間:2020-12-25 責(zé)任編輯:lina
【導(dǎo)讀】近年來,圖像傳感器作為電子設(shè)備的“眼睛”,成為了市場矚目的焦點(diǎn),還是半導(dǎo)體行業(yè)炙手可熱的一大領(lǐng)域。目前,CCD 圖像傳感器和 CMOS 圖像傳感器(CIS)是被普遍采用的兩種圖像傳感器。今天,我們就來了解下這兩種傳感器的特點(diǎn)、應(yīng)用等。
近年來,圖像傳感器作為電子設(shè)備的“眼睛”,成為了市場矚目的焦點(diǎn),還是半導(dǎo)體行業(yè)炙手可熱的一大領(lǐng)域。目前,CCD 圖像傳感器和 CMOS 圖像傳感器(CIS)是被普遍采用的兩種圖像傳感器。今天,我們就來了解下這兩種傳感器的特點(diǎn)、應(yīng)用等。
CMOS 圖像傳感器產(chǎn)業(yè)鏈主要由上游的芯片設(shè)計(jì)企業(yè),中游的晶圓代工廠、封裝企業(yè)和下游的模組廠商及終端客戶組成。CMOS 對供應(yīng)鏈的拉動,在上、下、中游都有體現(xiàn)。
產(chǎn)品類型
圖像傳感器兩種主要的成像技術(shù)是 CCD(電荷耦合器件)和 CMOS。一般來看,CCD 具有更低的噪聲,更好的像素間均勻性,并且以較佳的圖像質(zhì)量而享有盛譽(yù)。CMOS 傳感器則提供了更高的集成度 - 降低了電路設(shè)計(jì)人員的工作復(fù)雜度 - 并降低了功耗。
還有一些其他類型的傳感器,比如 NMOS 傳感器用于光譜學(xué),微型測光儀提供紅外熱成像的靈敏度,而特殊應(yīng)用可能會使用連接到定制放大器電路的光電二極管陣列。
產(chǎn)品特點(diǎn)
CCD 圖像傳感器作為攝像器件,與攝像管相比,具有有體積小、重量輕、功耗小、壽命長、工作電壓低、靈敏度高、分辨率高、動態(tài)范圍寬、光敏元的幾何精度高、光譜響應(yīng)范圍寬、抗震性和抗沖擊性好、不受電磁場干擾等一系列優(yōu)點(diǎn)。
與 CCD 相比,CMOS 具有體積小、耗電量低、售價(jià)較低的優(yōu)點(diǎn)。與 CCD 產(chǎn)品相比,CMOS 是標(biāo)準(zhǔn)工藝制程,可利用現(xiàn)有的半導(dǎo)體設(shè)備,不需額外的投資設(shè)備,且品質(zhì)可隨著半導(dǎo)體技術(shù)的提升而進(jìn)步。值得注意的是,全球晶圓廠的 CMOS 生產(chǎn)線較多,量產(chǎn)時(shí)也有利于成本的降低。
應(yīng)用領(lǐng)域
CCD 又可分為線型(Linear)與面型(Area)兩種,其中線型應(yīng)用于影像掃瞄器及傳真機(jī)上,而面型主要應(yīng)用于數(shù)碼相機(jī)(DSC)、攝錄影機(jī)、監(jiān)視攝影機(jī)等多項(xiàng)影像輸入產(chǎn)品上。CCD 圖像傳感器除了大規(guī)模應(yīng)用于數(shù)碼相機(jī)外,還廣泛應(yīng)用于攝像機(jī)、掃描儀,以及工業(yè)領(lǐng)域等。
CMOS 傳感器的應(yīng)用范圍也越來越廣泛,包括手機(jī)、數(shù)碼相機(jī)、視頻會議、電腦攝像頭、智能型安保系統(tǒng)、汽車倒車視像雷達(dá)等。拿工業(yè)生產(chǎn)來講,紅外圖像傳感器正在成為許多生產(chǎn)流程中的關(guān)鍵部分。隨著紅外圖像傳感器成本的降低以及各類新技術(shù)的誕生,采用了新架構(gòu)和新算法的傳感器在工業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮的作用越來越大,既能節(jié)約成本,又能實(shí)現(xiàn)自動化。
近年來對于 CMOS 圖像傳感器大的拉動,莫過于智能手機(jī)的普及。隨著 CMOS 圖像傳感器技術(shù)的進(jìn)步,包括背照式、堆棧式等技術(shù)的興起,以及雙攝像頭設(shè)計(jì)陸續(xù)出現(xiàn)并成為智能手機(jī)的新賣點(diǎn)。
今后,CMOS 圖像傳感器的市場銷售額有望進(jìn)一步增長。從產(chǎn)品的技術(shù)發(fā)展趨勢來看,無論是 CCD 還是 CMOS,其體積小型化、智能化、高像素化仍是業(yè)界積極研發(fā)的目標(biāo)。將圖像傳感器+激光雷達(dá)組合來提供解決方案,有望贏得更多汽車廠商的青睞。
相機(jī)視覺系統(tǒng)中,最重要的莫過于將檢測目標(biāo)的光學(xué)圖像,聚焦于獲得所有圖像信息的處理與分析。無論是 CCD 還是 CMOS 圖像傳感器,作為視覺系統(tǒng)中光電轉(zhuǎn)換的核心部件,鏡頭的質(zhì)量直接決定著視覺系統(tǒng)的整體性能,因此,選擇合適的鏡頭、設(shè)計(jì)成像光路是做好視覺系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié)之一。
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