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工業圖像為什麼不用cmos

發布時間:2022-05-28 17:00:44

㈠ 為什麼高像素的攝像機用的是COMS感光元件,而不用CCD

CCD

CMOS,基本上兩者都是利用矽感光
二極體
(photodiode)進行光與電的轉換。這種轉換的原理與各位手上具備「太陽電能」
電子計算機
的「
太陽能電池
」效應相近,光線越強、電力越強;反之,光線越弱、電力也越弱的道理,將光影像轉換為電子數字信號。
比較
CCD

CMOS
的結構,ADC的位置和數量是最大的不同。
簡單的說
,按我們在上一講「CCD
感光元件
的工作原理(上)」中所提之內容。CCD每曝光一次,在快門關閉後進行像素轉移處理,將每一行中每一個像素(pixel)的電荷信號依序傳入「
緩沖器
」中,由底端的線路引導輸出至
CCD
旁的放大器進行放大,再串聯
ADC
輸出;相對地,CMOS
的設計中每個像素旁就直接連著
ADC(放大兼類比數字
信號轉換器
),訊號直接放大並轉換成數字信號。
兩者優缺點的比較
CCD
CMOS
設計
單一感光器
感光器連接放大器
靈敏度
同樣面積下高
感光開口小,靈敏度低
成本
線路品質影響程度高,成本高
CMOS整合集成,成本低
解析度

連接復雜度低,解析度高
低,新技術高
噪點

單一放大,噪點低
百萬放大,噪點高
功耗比
需外加電壓,功耗高
直接放大,功耗低
由於構造上的基本差異,我們可以表列出兩者在性能上的表現之不同。CCD的特色在於充分保持信號在傳輸時不失真(專屬通道設計),透過每一個像素集合至單一放大器上再做統一處理,可以保持資料的完整性;CMOS的製程較簡單,沒有專屬通道的設計,因此必須先行放大再整合各個像素的資料。
整體來說,CCD

CMOS
兩種設計的應用,反應在成像效果上,形成包括
ISO
感光度、
製造成本
、解析度、噪點與耗電量等,不同類型的差異:
ISO
感光度差異:由於
CMOS
每個像素包含了放大器與A/D轉換電路,過多的額外設備壓縮單一像素的感光區域的表面積,因此
相同像素下,同樣大小之感光器尺寸,CMOS的感光度會低於CCD。
成本差異
:CMOS
應用半導體工業常用的
MOS製程,可以一次整合全部周邊設施於單晶片中,節省加工晶片所需負擔的成本
和良率的損失;相對地
CCD
採用
電荷傳遞
的方式輸出資訊,必須另闢
傳輸通道
,如果通道中有一個像素故障(Fail),就會導致一整排的
訊號
壅塞
,無法傳遞,因此CCD的良率比CMOS低,加上另闢傳輸通道和外加
ADC
等周邊,CCD的製造成本相對高於CMOS。
解析度差異:在第一點「感光度差異」中,由於
CMOS
每個像素的結構比
CCD
復雜,其感光開口不及CCD大,
相對比較相同尺寸的CCD與CMOS感光器時,CCD感光器的解析度通常會優於CMOS。不過,如果跳脫尺寸限制,目前業界的CMOS
感光原件已經可達到1400萬
像素
/
全片幅的設計,CMOS
技術在量率上的優勢可以克服大尺寸感光原件製造上的困難,特別是全片幅
24mm-by-36mm
這樣的大小。
噪點差異:由於CMOS每個感光二極體旁都搭配一個
ADC
放大器,如果以百萬像素計,那麼就需要百萬個以上的
ADC
放大器,雖然是統一製造下的產品,但是每個放大器或多或少都有些微的差異存在,很難達到放大同步的效果,對比單一個放大器的CCD,CMOS最終計算出的噪點就比較多。
耗電量差異:CMOS的影像電荷驅動方式為主動式,感光二極體所產生的電荷會直接由旁邊的電晶體做放大輸出;但CCD卻為被動式,
必須外加電壓讓每個像素中的電荷移動至傳輸通道。而這外加電壓通常需要12伏特(V)以上的水平,因此
CCD
還必須要有更精密的電源線路設計和耐壓強度,高驅動電壓使
CCD
的電量遠高於CMOS。

㈡ 普通的工業相機用的CCD或CMOS一般不帶「分色濾光片」,那麼它們成像後的圖片和數碼相機的區別主要在哪裡

CCD和CMOS的區別
有鑒於許多網友詢問 CCD 與 CMOS 的主要差別。我們暫時撇開復雜的技術文字,透過簡單的比較來看這兩種不同類型,作用相同的影像感光元件。

不管,CCD 或 CMOS,基本上兩者都是利用矽感光二極體(photodiode)進行光與電的轉換。這種轉換的原理與各位手上具備「太陽電能」電子計算機的「太陽能電池」效應相近,光線越強、電力越強;反之,光線越弱、電力也越弱的道理,將光影像轉換為電子數字信號。

比較 CCD 和 CMOS 的結構,ADC的位置和數量是最大的不同。簡單的說,按我們在上一講「CCD 感光元件的工作原理(上)」中所提之內容。CCD每曝光一次,在快門關閉後進行像素轉移處理,將每一行中每一個像素(pixel)的電荷信號依序傳入「緩沖器」中,由底端的線路引導輸出至 CCD 旁的放大器進行放大,再串聯 ADC 輸出;相對地,CMOS 的設計中每個像素旁就直接連著 ADC(放大兼類比數字信號轉換器),訊號直接放大並轉換成數字信號。

兩者優缺點的比較

CCD CMOS
設計 單一感光器 感光器連接放大器
靈敏度 同樣面積下高 感光開口小,靈敏度低
成本 線路品質影響程度高,成本高 CMOS整合集成,成本低
解析度 連接復雜度低,解析度高 低,新技術高
噪點比 單一放大,噪點低 百萬放大,噪點高
功耗比 需外加電壓,功耗高 直接放大,功耗低

由於構造上的基本差異,我們可以表列出兩者在性能上的表現之不同。CCD的特色在於充分保持信號在傳輸時不失真(專屬通道設計),透過每一個像素集合至單一放大器上再做統一處理,可以保持資料的完整性;CMOS的製程較簡單,沒有專屬通道的設計,因此必須先行放大再整合各個像素的資料。

整體來說,CCD 與 CMOS 兩種設計的應用,反應在成像效果上,形成包括 ISO 感光度、製造成本、解析度、噪點與耗電量等,不同類型的差異:

ISO 感光度差異:由於 CMOS 每個像素包含了放大器與A/D轉換電路,過多的額外設備壓縮單一像素的感光區域的表面積,因此 相同像素下,同樣大小之感光器尺寸,CMOS的感光度會低於CCD。

成本差異:CMOS 應用半導體工業常用的 MOS製程,可以一次整合全部周邊設施於單晶片中,節省加工晶片所需負擔的成本 和良率的損失;相對地 CCD 採用電荷傳遞的方式輸出資訊,必須另闢傳輸通道,如果通道中有一個像素故障(Fail),就會導致一整排的 訊號壅塞,無法傳遞,因此CCD的良率比CMOS低,加上另闢傳輸通道和外加 ADC 等周邊,CCD的製造成本相對高於CMOS。

解析度差異:在第一點「感光度差異」中,由於 CMOS 每個像素的結構比 CCD 復雜,其感光開口不及CCD大, 相對比較相同尺寸的CCD與CMOS感光器時,CCD感光器的解析度通常會優於CMOS。不過,如果跳脫尺寸限制,目前業界的CMOS 感光原件已經可達到1400萬 像素 / 全片幅的設計,CMOS 技術在量率上的優勢可以克服大尺寸感光原件製造上的困難,特別是全片幅 24mm-by-36mm 這樣的大小。

噪點差異:由於CMOS每個感光二極體旁都搭配一個 ADC 放大器,如果以百萬像素計,那麼就需要百萬個以上的 ADC 放大器,雖然是統一製造下的產品,但是每個放大器或多或少都有些微的差異存在,很難達到放大同步的效果,對比單一個放大器的CCD,CMOS最終計算出的噪點就比較多。

耗電量差異:CMOS的影像電荷驅動方式為主動式,感光二極體所產生的電荷會直接由旁邊的電晶體做放大輸出;但CCD卻為被動式, 必須外加電壓讓每個像素中的電荷移動至傳輸通道。而這外加電壓通常需要12伏特(V)以上的水平,因此 CCD 還必須要有更精密的電源線路設計和耐壓強度,高驅動電壓使 CCD 的電量遠高於CMOS。

盡管 CCD 在影像品質等各方面均優於CMOS,但不可否認的CMOS具有低成本、低耗電以及高整合度的特性。 由於數碼影像的需求熱烈,CMOS的低成本和穩定供貨,成為廠商的最愛,也因此其製造技術不斷地改良更新,使得 CCD 與 CMOS 兩者的差異逐漸縮小 。新一代的CCD朝向耗電量減少作為改進目標,以期進入照相手機的行動通訊市場;CMOS系列,則開始朝向大尺寸面積與高速影像處理晶片統合,藉由後續的影像處理修正噪點以及畫質表現, 特別是 Canon 系列的 EOS D30 、EOS 300D 的成功,足見高速影像處理晶片已經可以勝任高像素 CMOS 所產生的影像處理時間與能力的縮短;另外,大尺寸全片幅則以 Kodak DCS Pro14n、DCS Pro/n、DCS Pro/c 這一系列的數碼機身為號召,CMOS未來跨足高階的影像市場產品,前景可期

㈢ 工業相機中cmos相機和ccd相機有哪些區別

無論是CCD還是CMOS,它們都採用感光元件作為影像捕獲的基本手段,CCD/CMOS感光元件的核心都是一個感光二極體(photodiode),該二極體在接受光線照射之後能夠產生輸出電流,而電流的強度則與光照的強度對應。但在周邊組成上,CCD的感光元件與CMOS的感光元件並不相同,前者的感光元件除了感光二極體之外,包括一個用於控制相鄰電荷的存儲單元,感光二極體占據了絕大多數面積—換一種說法就是,CCD感光元件中的有效感光面積較大,在同等條件下可接收到較強的光信號,對應的輸出電信號也更明晰。而CMOS感光元件的構成就比較復雜,除處於核心地位的感光二極體之外,它還包括放大器與模數轉換電路,每個像點的構成為一個感光二極體和三顆晶體管,而感光二極體占據的面積只是整個元件的一小部分,造成CMOS感測器的開口率遠低於CCD(開口率:有效感光區域與整個感光元件的面積比值);這樣在接受同等光照及元件大小相同的情況下,CMOS感光元件所能捕捉到的光信號就明顯小於CCD元件,靈敏度較低;體現在輸出結果上,就是CMOS感測器捕捉到的圖像內容不如CCD感測器來得豐富,圖像細節丟失情況嚴重且雜訊明顯,這也是早期CMOS感測器只能用於低端場合的一大原因。CMOS開口率低造成的另一個麻煩在於,它的像素點密度無法做到媲美CCD的地步,因為隨著密度的提高,感光元件的比重面積將因此縮小,而CMOS開口率太低,有效感光區域小得可憐,圖像細節丟失情況會愈為嚴重。因此在感測器尺寸相同的前提下,CCD的像素規模總是高於同時期的CMOS感測器,這也是CMOS長期以來都未能進入主流數碼相機市場的重要原因之一。
每個感光元件對應圖像感測器中的一個像點,由於感光元件只能感應光的強度,無法捕獲色彩信息,因此必須在感光元件上方覆蓋彩色濾光片。在這方面,不同的感測器廠商有不同的解決方案,最常用的做法是覆蓋RGB紅綠藍三色濾光片,以1:2:1的構成由四個像點構成一個彩色像素(即紅藍濾光片分別覆蓋一個像點,剩下的兩個像點都覆蓋綠色濾光片),採取這種比例的原因是人眼對綠色較為敏感。而索尼的四色CCD技術則將其中的一個綠色濾光片換為翡翠綠色(英文Emerald,有些媒體稱為E通道),由此組成新的R、G、B、E四色方案。不管是哪一種技術方案,都要四個像點才能夠構成一個彩色像素,這一點大家務必要預先明確。
在接受光照之後,感光元件產生對應的電流,電流大小與光強對應,因此感光元件直接輸出的電信號是模擬的。在CCD感測器中,每一個感光元件都不對此作進一步的處理,而是將它直接輸出到下一個感光元件的存儲單元,結合該元件生成的模擬信號後再輸出給第三個感光元件,依次類推,直到結合最後一個感光元件的信號才能形成統一的輸出。由於感光元件生成的電信號實在太微弱了,無法直接進行模數轉換工作,因此這些輸出數據必須做統一的放大處理—這項任務是由CCD感測器中的放大器專門負責,經放大器處理之後,每個像點的電信號強度都獲得同樣幅度的增大;但由於CCD本身無法將模擬信號直接轉換為數字信號,因此還需要一個專門的模數轉換晶元進行處理,最終以二進制數字圖像矩陣的形式輸出給專門的DSP處理晶元。而對於CMOS感測器,上述工作流程就完全不適用了。CMOS感測器中每一個感光元件都直接整合了放大器和模數轉換邏輯,當感光二極體接受光照、產生模擬的電信號之後,電信號首先被該感光元件中的放大器放大,然後直接轉換成對應的數字信號。換句話說,在CMOS感測器中,每一個感光元件都可產生最終的數字輸出,所得數字信號合並之後被直接送交DSP晶元處理—問題恰恰是發生在這里,CMOS感光元件中的放大器屬於模擬器件,無法保證每個像點的放大率都保持嚴格一致,致使放大後的圖像數據無法代表拍攝物體的原貌—體現在最終的輸出結果上,就是圖像中出現大量的雜訊,品質明顯低於CCD感測器。

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㈣ 眾所周知CMOS因其成像效果差而被廣泛的應用於低端 那麼為什麼高端還有專業級的dc及dv都使用CMOS啊

感光器件

提到數碼相機,不得不說到就是數碼相機的心臟——感光器件。與傳統相機相比,傳統相機使用「膠卷」作為其記錄信息的載體,而數碼相機的「膠卷」就是其成像感光器件,而且是與相機一體的,是數碼相機的心臟。感光器是數碼相機的核心,也是最關鍵的技術。數碼相機的發展道路,可以說就是感光器的發展道路。目前數碼相機的核心成像部件有兩種:一種是廣泛使用的CCD(電荷藕合)元件;另一種是CMOS(互補金屬氧化物導體)器件。

感光器件工作原理

電荷藕合器件圖像感測器CCD(Charge Coupled Device),它使用一種高感光度的半導體材料製成,能把光線轉變成電荷,通過模數轉換器晶元轉換成數字信號,數字信號經過壓縮以後由相機內部的閃速存儲器或內置硬碟卡保存,因而可以輕而易舉地把數據傳輸給計算機,並藉助於計算機的處理手段,根據需要和想像來修改圖像。CCD由許多感光單位組成,通常以百萬像素為單位。當CCD表面受到光線照射時,每個感光單位會將電荷反映在組件上,所有的感光單位所產生的信號加在一起,就構成了一幅完整的畫面。

CCD和傳統底片相比,CCD 更接近於人眼對視覺的工作方式。只不過,人眼的視網膜是由負責光強度感應的桿細胞和色彩感應的錐細胞,分工合作組成視覺感應。 CCD經過長達35年的發展,大致的形狀和運作方式都已經定型。CCD 的組成主要是由一個類似馬賽克的網格、聚光鏡片以及墊於最底下的電子線路矩陣所組成。目前有能力生產 CCD 的公司分別為:SONY、Philips、Kodak、Matsushita、Fuji和Sharp,大半是日本廠商。

互補性氧化金屬半導體CMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconctor)和CCD一樣同為在數碼相機中可記錄光線變化的半導體。CMOS的製造技術和一般計算機晶元沒什麼差別,主要是利用硅和鍺這兩種元素所做成的半導體,使其在CMOS上共存著帶N(帶–電) 和 P(帶+電)級的半導體,這兩個互補效應所產生的電流即可被處理晶元紀錄和解讀成影像。然而,CMOS的缺點就是太容易出現雜點, 這主要是因為早期的設計使CMOS在處理快速變化的影像時,由於電流變化過於頻繁而會產生過熱的現象。

兩種元件不同之處

由兩種感光器件的工作原理可以看出,CCD的優勢在於成像質量好,但是由於製造工藝復雜,只有少數的廠商能夠掌握,所以導致製造成本居高不下,特別是大型CCD,價格非常高昂。

在相同解析度下,CMOS價格比CCD便宜,但是CMOS器件產生的圖像質量相比CCD來說要低一些。到目前為止,市面上絕大多數的消費級別以及高端數碼相機都使用CCD作為感應器;CMOS感應器則作為低端產品應用於一些攝像頭上,若有哪家攝像頭廠商生產的攝像頭使用CCD感應器,廠商一定會不遺餘力地以其作為賣點大肆宣傳,甚至冠以「數碼相機」之名。一時間,是否具有CCD感應器變成了人們判斷數碼相機檔次的標准之一。

CMOS影像感測器的優點之一是電源消耗量比CCD低,CCD為提供優異的影像品質,付出代價即是較高的電源消耗量,為使電荷傳輸順暢,雜訊降低,需由高壓差改善傳輸效果。但CMOS影像感測器將每一畫素的電荷轉換成電壓,讀取前便將其放大,利用3.3V的電源即可驅動,電源消耗量比CCD低。CMOS影像感測器的另一優點,是與周邊電路的整合性高,可將ADC與訊號處理器整合在一起,使體積大幅縮小,例如,CMOS影像感測器只需一組電源,CCD卻需三或四組電源,由於ADC與訊號處理器的製程與CCD不同,要縮小CCD套件的體積很困難。但目前CMOS影像感測器首要解決的問題就是降低雜訊的產生,未來CMOS影像感測器是否可以改變長久以來被CCD壓抑的宿命,往後技術的發展是重要關鍵。

影像感光器件因素

對於數碼相機來說,影像感光器件成像的因素主要有兩個方面:一是感光器件的面積;二是感光器件的色彩深度。

感光器件面積越大,成像較大,相同條件下,能記錄更多的圖像細節,各像素間的干擾也小,成像質量越好。但隨著數碼相機向時尚小巧化的方向發展,感光器件的面積也只能是越來越小。

除了面積之外,感光器件還有一個重要指標,就是色彩深度,也就是色彩位,就是用多少位的二進制數字來記錄三種原色。非專業型數碼相機的感光器件一般是24位的,高檔點的采樣時是30位,而記錄時仍然是24位,專業型數碼相機的成像器件至少是36位的,據說已經有了48位的CCD。對於24位的器件而言,感光單元能記錄的光亮度值最多有2^8=256級,每一種原色用一個8位的二進制數字來表示,最多能記錄的色彩是256x256x256約16,77萬種。對於36位的器件而言,感光單元能記錄的光亮度值最多有2^12=4096級,每一種原色用一個12位的二進制數字來表示,最多能記錄的色彩是4096x4096x4096約68.7億種。舉例來說,如果某一被攝體,最亮部位的亮度是最暗部位亮度的400倍,用使用24位感光器件的數碼相機來拍攝的話,如果按低光部位曝光,則凡是亮度高於256倍的部位,均曝光過度,層次損失,形成亮斑,如果按高光部位來曝光,則某一亮度以下的部位全部曝光不足,如果用使用了36位感光器件的專業數碼相機,就不會有這樣的問題。

感光器件的發展

CCD是1969年由美國的貝爾研究室所開發出來的。進入80年代,CCD影像感測器雖然有缺陷,由於不斷的研究終於克服了困難,而於80年代後半期製造出高解析度且高品質的CCD。到了90年代製造出百萬像素之高解析度CCD,此時CCD的發展更是突飛猛進,算一算CCD 發展至今也有二十多個年頭了。進入90年代中期後,CCD技術得到了迅猛發展,同時,CCD的單位面積也越來越小。但為了在CCD面積減小的同時提高圖像的成像質量,SONY與1989年開發出了SUPER HAD CCD,這種新的感光器件是在CCD面積減小的情況下,依靠CCD組件內部放大器的放大倍率提升成像質量。以後相繼出現了NEW STRUCTURE CCD、EXVIEW HAD CCD、四色濾光技術(專為SONY F828所應用)。而富士數碼相機則採用了超級CCD(Super CCD)、Super CCD SR。

對於CMOS來說,具有便於大規模生產,且速度快、成本較低,將是數字相機關鍵器件的發展方向。目前,在CANON等公司的不斷努力下,新的CMOS器件不斷推陳出新,高動態范圍CMOS器件已經出現,這一技術消除了對快門、光圈、自動增益控制及伽瑪校正的需要,使之接近了CCD的成像質量。另外由於CMOS先天的可塑性,可以做出高像素的大型CMOS感光器而成本卻不上升多少。相對於CCD的停滯不前相比,CMOS作為新生事物而展示出了蓬勃的活力。作為數碼相機的核心部件,CMOS感光器以已經有逐漸取代CCD感光器的趨勢,並有希望在不久的將來成為主流的感光器。

㈤ 背照式CMOS比一般CMOS好,為什麼高端單反不使用背照式CMOS呢

新型背照式CMOS感測器得益於電子器件的製作工藝升級,至少在兩個方面有提升。第一個是在感測器上的微透鏡性能更為提升,以致經過微透鏡後的光,入射到感光面上的角度更接近垂直,而且微透鏡產生的色散,眩光等不良效果會減弱,讓最終到達感測器感光面的光較傳統的好。第二就是在大像素下依舊具有高速的處理能力,這一點歸根到底是對比CCD感測器而言的。CCD感測器是需要將各像素點的電荷數據傳輸出來統一處理,所以在像素大的時候速度比較難提高,如果強行提高處理的帶寬就會造成噪點的增加。而CMOS感測器在每一個像素點上都已經將電荷轉化成了電壓數據,在提高大像素幀率上有比較大的空間。

不過這兩個優點並非被照式CMOS感測器特有,是當今新款的CMOS感測器普遍都能做到的,這就是為什麼越來越多數碼相機採用CMOS感測器了,畢竟大像素和高速的性能會直接影響最終消費者的選擇。

用上背照式CMOS感測器畫質就會好了嗎?

既然背照式CMOS感測器這么厲害,是不是說配備了了它的數碼相機拍照就很牛了呢?其實不是,決定數碼照片的畫質除了核心部件感測器外,還有鏡頭以及處理演算法等因素。鏡頭的因素大家應該都容易理解,因為光線到達感測器之前是要通過鏡頭。而各型號的相機使用的鏡頭不盡相同,具體的質素也當然會有差異。另外一個就是數據處理的方面,因為從感測器出來的數據還是要經過數碼相機內部的處理器來進行處理才能得到最終的照片數據(能輸出RAW格式的相機除外),換句話說就是有了原始材料,還需要做潤色才能出成品。這部分就要看各個廠家的圖像處理演算法了,這就好比不同廚師會用的烹調方法來處理食材一樣,最終的圖片就會用不同的質量,不同的風格。

對比裝備了背照式CMOS感測器的相機和其他相機的各檔位ISO畫質,大體的結論是在低ISO的時候,兩者相差不大,但在高ISO時候的確有一定的提升。另外值得提及的一點就是,裝備了背照式CMOS感測器的相機在低光環境的對焦能力大大加強,這是一個非常重要的提升。

㈥ CCD會被CMOS替代嗎

樓主的問題沒有提反。CCD和CMOS基本上是同時發明的,但由於CMOS技術問題,使得CMOS的雜訊等參數遠遠比不上CCD,所以CCD在過去的幾十年裡才發展得突飛猛進。但隨著CMOS技術的提高,CIS(CMOS Image Sensor)越來越好,大有取代CCD之勢頭。因為解決了技術問題的CIS的成本更低,更適合於批量生產。所以,現在的大部分民用圖像感測器都被CIS占據了。但是,在天文、衛星等領域的應用,CIS的技術還不趕不上CCD。所以,CCD不會被CMOS取代,至少他們各有所長。

㈦ 相機選擇CCD與CMOS圖像感測器的區別

背照CMOS/SupperCCDEXR/CCD大比拼!

我們都知道,感測器尺寸才是決定成像畫質是否優秀的根本因素之一——感測器尺寸越大,單個像素的開口率也就越大,感光性、信噪比和動態范圍也都會相應提高。那麼有沒有一種不增加感測器尺寸也能提高感光性、信噪比和動態范圍的方法呢?答案是可以。

最早實現的是富士的SuperCCD感測器,但SuperCCD感測器是採用非傳統的蜂窩狀形式排列像素來提高使用面積,從而提高感光性、信噪比和動態范圍,可以說依然是提升了感測器尺寸。真正完美實現不增加感測器尺寸提高感光性、信噪比和動態范圍的是最新的背照式CMOS感測器,因為採用和普通方法相反、向沒有布線層的一面照射光線的背面照射技術,背照式CMOS不受金屬線路和晶體管的阻礙,開口率(光電轉換部分在一個像素中所佔的面積比例)可提高至近100%,從而實現不增加感測器尺寸也能提高感光性、信噪比和動態范圍。

SuperCCD是由富士公司獨家推出的,它並沒有採用常規正方形二極體,而是使用了一種八邊形的二極體,像素是以蜂窩狀形式排列,並且單位像素的面積要比傳統的CCD大。將像素旋轉45度排列的結果是可以縮小對圖像拍攝無用的多餘空間,光線集中的效率比較高,效率增加之後使感光性、信噪比和動態范圍都有所提高。

不過富士並沒有停止腳步,在去年研發出最新一代的SuperCCDEXR感測器。新的感測器採用「雙重曝光控制」,即通過控制不同的曝光時間(電荷累積時間)以實現不同的感光度。在這種嶄新的結構中,「A」和「B」兩組捕捉通道「先後」同時工作,最終「A」和「B」兩組通道所採集的圖像信息合並並生成最終圖像。這種電子控制使圖像捕捉實現了對高光和低光細節的全面捕捉。與以往不同的是,SuperCCDEXR單位像素點的尺寸大小是完全一致的,這意味著EXR的動態范圍得到了進一步提升。

在對這兩種不同尋常的感測器都進行一定了解之後,我想大家都有一個疑問:「背照式CMOS和SuperCCDEXR感測器較普通的CCD感測器究竟在成像上有什麼不一樣?誰更優秀?」我也有著相同的疑問。

三種感測器相比,普通的CCD感測器確實沒有什麼優勢,但背照式CMOS和SuperCCDEXR感測器各有千秋。背照式CMOS在高感光度下的控噪能力還略為優秀一些,但成像銳度確實比SuperCCDEXR感測器差一些,而SuperCCDEXR感測器的綜合能力更強,畢竟SuperCCDEXR感測器的尺寸更大。

不過,個人認為靠銳度換來低光照下優秀的控噪能力還是可取的,畢竟很多時候我們並不需要很高的解析度,比如列印普通尺寸的照片或者放在電腦上瀏覽,這樣的效果都足以滿足需求。

㈧ CCD與CMOS哪個更能推動工業相機市場的發展

工業相機是機器視覺系統的核心部件,其本質功能完成是將光信號轉變成電信號的過程,相比於普通相機來說,具有更高的傳輸力、抗干擾力以及穩定的成像能力。工業相機根據不同的分類標准,可以有多種分類,其中根據晶元類型的不同可以分為CCD相機與CMOS相機兩種,這種分類方式也是我們最為常見的。這裡面,CCD全稱電荷耦合元件,CMOS全稱互補金屬氧化物半導體,兩者都是圖像感測器,都是工業相機的精髓。 一直以來,CCD以其具有的無損傷、無滯後、低電壓、低雜訊、高靈敏度、高解析度等優點,在感測器市場獨占鰲頭。不過,隨著CMOS圖像感測器技術的不斷進步,在其本身具備的集成性、低功耗、低成本等優勢的基礎上,在靈敏度、傳輸速度以及動態范圍等方面也做了很大的改善與提高,使得兩者的差距不斷縮小,甚至有些業內人士認為未來的感測器市場,應是CMOS的天下。實際上,對於機器視覺系統,對於工業相機來說,不論是哪種感測器比較強大,他們技術的進步無疑都將極大推動工業相機市場及機器視覺行業的發展。 目前,CCD在性能方面還仍然優於CMOS,但是CMOS在價格方面的優勢卻也是非常明顯的,所有,在有些時候,兩種感測器之間是互補的,可以適用在不同的應用場合。CMOS的技術盡管在不斷進步,尤其是雜訊與敏感度方面有了很大的提升,但在高速檢測方面仍處於劣勢;CCD性能相對較占優勢,但正是為了達到這一性能優勢,使其成本過高、功耗相對較大。那麼,哪一種感測器更適合工業相機市場呢? 對工業相機的選擇,要以滿足機器視覺系統需求為標准;對機器視覺系統的選擇,要以用戶生產檢測、工況監控等需求為標准。因此,哪一種感測器更好,就就取決於用戶的需求。例如用戶需要用於高速檢測的相機時,就可以選擇CCD相機,而如果用戶需要選擇價格便宜的相機時,CMOS就是最合適的選擇。所以,我們可以說CCD和CMOS都有自己不同的技術特性及市場定位,不管哪一種,只要符合用戶的需求,對於工業相機來說,都是有利的。

㈨ 工業相機常用的圖像感測器有哪兩種有什麼區別

工業相機常用的圖像感測器有CCD電荷藕合圖像感測器和CMOs互補金屬氧化物導體圖像感測器兩種,兩者之間有四個區別。區別如下

1、成像過程不同

CCD僅有一個,或少數幾個輸出節點統一輸出數據,信號一致性好,而CMOS晶元中每個像素都有自己的信號放大器,各自進行電荷到電壓的轉換,輸出信號的一致性較差,比CCD的信號雜訊更多,但是CMOS的一個顯著優點是功效較低。

2、集成性不同

CCD的製造工藝復雜,輸出的只是模擬電信號,還需要後續的解碼器,模擬轉換器,圖像信號處理器等,集成度低。COMS可以把信號放大器,模數轉換器等集成在一塊晶元上,集成度高,成本低。隨著CMOS成像技術的進步,CMOS未來會有越來越多的應用場景。

3、圖像輸出速度不同

CCD採用逐個光敏輸出,速度較慢,CMOS每個電荷元件都有獨立的裝換控制器,讀出速度很快,FPS在500以上的高速相機大部分使用的都是CMOS。

4、雜訊方面不同

CCD技術較為成熟,成像質量相較CMOS具有一定優勢,CMOS的集成度更高,各元器件間距距離更近,干擾更多。

㈩ 為什麼尼康p7100用ccd感測器而不用cmos感測器

CCD的成像質量更好一些,
CMOS的成像質量不如CCD,但只是在畫面要求質量很高的情況下。
CMOS能跟集成電路攻擊結合,成本相對較低,而且功耗低,手持設備最主要的性能就是功耗要低(即續航時間長),隨著集成電路工藝的進步,CMOS 的成像質量也在不斷進步,大有趕超CCD的趨勢,而最近研發的live CMOS 的成像質量不必CDD差,而且功耗更低。
本人從事CMOS和CCD感測器研究,個人經驗,僅作交流……

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