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監(jiān)控工程商創(chuàng)通寶科技淺析CMOS圖像傳感器的應用優(yōu)勢及現(xiàn)狀
發(fā)布時間:2015-6-18 瀏覽:3787 次

        CMOS和CCD圖像傳感器在安防視頻監(jiān)控領(lǐng)域一直占著各自的市場份額,而近年來,由于8TCMOS技術(shù)的推出,CMOS傳感器在高清網(wǎng)絡(luò)攝像機中的應用部斷增加,大有逐步取代CCD傳感器的趨勢。相比之下,CMOS傳感器具有更低的成本、更高的集成度、更快的速度、更低的功耗、更高的分辨率以及更好的寬動態(tài)范圍,這些都是CCD傳感器無法比擬的。

第一、更低的成本

       CCD傳感器結(jié)構(gòu)采用電荷傳遞的方式傳送數(shù)據(jù),制造工藝相當復雜,只有少數(shù)的房廠商能夠掌握,而且成品率非常低,一般來說,新產(chǎn)品問世的半年內(nèi)都比較難突破50%。而CMOS傳感器采用一般半導體電路最常用的CMOS工藝,不僅制程相對簡單,而且成品率高,因此CMOS傳感器的成本比較低。

第二、更高的集成度

       CCD感光元件本身無法與模/數(shù)轉(zhuǎn)換等周邊電路整合,整個模塊的小型化比較困難,而且需要比較復雜的外圍電路。而CMOS傳感器可以輕易地將周邊電路集成到芯片中,集成度高、體積小,使得高清網(wǎng)絡(luò)攝像機可以實現(xiàn)小型化。

第三、更快的速度

      CCD傳感器需要在同步時鐘的控制下,所有像素的電荷由單一的通道輸出,速度相對較慢;而CMOS傳感器采集光信號的同時就可以取出電信號,還能同時處理各單元的圖像信息,速度比CCD傳感器快很多。因此,對于高分辨率和高幀率的處理,CMOS傳感器擁有絕對優(yōu)勢。

第四、更低的功耗

      CCD傳感器的圖像采集方式為被動式,需要外加電壓實現(xiàn)各個像素的電荷移動,此外加電壓通常會達到12-18V,功耗較大。而CMOS采用主動式采集方式,感光二極管產(chǎn)生的電荷直接由晶體管放大輸出,需要的外加電壓較小,其功耗僅為CCD傳感器的1/8-1/10。因此,CMOS傳感器在功耗方面具有極大的優(yōu)勢,對產(chǎn)品的散熱結(jié)構(gòu)要求也隨之降低。

第五、更高的分辨率

       從理論上講,相同感光尺寸的CCD傳感器會比CMOS傳感器獲得更高的分辨率,但CCD傳感器提升分辨率的難度比較大。CCD傳感器提升分辨率只有兩個途徑:增大感光面積集成更多的感光元件,縮小感光元件的單位面積。前者會造成成本更高、功耗更大;后者則會降低CCD整體的靈敏度和動態(tài)范圍,影響畫質(zhì)。而CMOS傳感器由于其先進的制程,可以輕松克服空間限制,使用較大尺寸感光面積以獲得更豐富的光源,提供更清晰的圖像。目前的高清網(wǎng)絡(luò)攝像機產(chǎn)品中,200萬像素以及上的產(chǎn)品主要以CMOS傳感器為主。

第六、更高的寬動態(tài)范圍

       CCD傳感器下的寬動態(tài)表現(xiàn),基本上都是采用CCD與DSP微處理器來實現(xiàn)。由于CCD的特性限制,即使采用多次曝光取樣方式,寬動態(tài)范圍最大只能到66dB,并且由于CCD感光特性的限制,在技術(shù)上很難再有重大突破。而CMOS傳感器采用搭配DPS技術(shù)的方式,不僅動態(tài)范圍可達95bB,甚至120dB,而且解決了CCD傳感器在處理動態(tài)范圍和色彩真實性上的不足,提升了成像質(zhì)量。

       目前由于SOC芯片廠商的方案越來越強大,各種軟件包功能也越來越豐富,使得ISP技術(shù)門檻不斷降低,采用CMOS傳感器制作攝像機已經(jīng)成為一件比較容易的事情。目前,720P、1080P的網(wǎng)絡(luò)攝像機機幾乎都是CMOS傳感器的天下,300W、500W及更高分辨的網(wǎng)絡(luò)攝像機也主要使用CMOS傳感器。

        進年來,在市場需求的推動下,CMOS傳感器的關(guān)鍵技術(shù)不斷取得突破,對于用戶關(guān)注的低照度、噪聲、圖像通透性、色彩還原能力等方面,不斷追趕CCD傳感器,而且成績喜人。相信CMOS傳感器會一直占據(jù)著高清網(wǎng)絡(luò)攝像機領(lǐng)域的主導地位,并且給用戶帶來越來越多的驚喜。

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