CCD (电荷耦合器件)和CMOS(互补性氧化金属半导体)图像传感器是两种不同的数字影像捕捉技术。在不同的应用中,二者的优势和劣势也不同。
也就是说,成像器将光先转换为电荷,然后进一步处理成为电子信号。在CCD传感器中,每一个像素捕获的电荷通过有限数量的输出节点(通常只有一个)转移,转 换成电压信号后保存到缓冲区,再从芯片作为模拟信号传输出去。所有的像素都可以用于光子捕获,输出信号的均匀性相当高,而信号的均匀性是决定图像质量的关 键因素。对CMOS传感器而言,每一个像素都有自己的电荷到电压转换机制,传感器通常也包括放大器、噪声校正和数字化处理电路,因而CMOS芯片输出的是 数字“位”。这些功能增加了 CMOS 传感器设计的复杂性,也减少了捕获光子的有效面积。考虑到 CMOS 传感器的每一个像素都承担自身的转换任务,因而输出信号的均匀性较低。但是有赖于大规模并行处理架构,CMOS传感器的总带宽较高,速度也更快。
CCD和CMOS成像器均诞生于20世纪60年代末和70年代,DALSA创始人Savvas Chamberlain博士正是研发这两项技术的先驱者。CCD在当时成为主导产品,最主要的原因在当时有限的制造工艺下,CCD可以呈现质量极高的影 像。CMOS图像传感器要求要求更高的传输均匀性,以及更小的特征,当时的硅片加工技术并不能满足。一直到 20 世纪 90 年代,平版刻法技术发展到一定程度,设计者才有能力开始设计具有实际意义的 CMOS 成像装置。人们对CMOS 传感器成像装置重新产生了兴趣,主要原因在于:因为重新采用了主流逻辑思维和存储装置的制造工艺,CMOS传感器有望降低功率消耗、实现照相机与芯片集成 并降低制造成本。要在实践中实现CMOS的这些好处,同时还要保障高质量的影像,这就需要花费更多的时间、金钱,并增加工艺投入。不过,可喜的是,此时,CMOS成像器终于能够和CDD一样,成为一种成熟的主流技术。













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