㈠ 为什么高像素的摄像机用的是COMS感光元件,而不用CCD
CCD
或
CMOS,基本上两者都是利用矽感光
二极体
(photodiode)进行光与电的转换。这种转换的原理与各位手上具备“太阳电能”
电子计算机
的“
太阳能电池
”效应相近,光线越强、电力越强;反之,光线越弱、电力也越弱的道理,将光影像转换为电子数字信号。
比较
CCD
和
CMOS
的结构,ADC的位置和数量是最大的不同。
简单的说
,按我们在上一讲“CCD
感光元件
的工作原理(上)”中所提之内容。CCD每曝光一次,在快门关闭后进行像素转移处理,将每一行中每一个像素(pixel)的电荷信号依序传入“
缓冲器
”中,由底端的线路引导输出至
CCD
旁的放大器进行放大,再串联
ADC
输出;相对地,CMOS
的设计中每个像素旁就直接连着
ADC(放大兼类比数字
信号转换器
),讯号直接放大并转换成数字信号。
两者优缺点的比较
CCD
CMOS
设计
单一感光器
感光器连接放大器
灵敏度
同样面积下高
感光开口小,灵敏度低
成本
线路品质影响程度高,成本高
CMOS整合集成,成本低
分辨率
连接复杂度低,分辨率高
低,新技术高
噪点
比
单一放大,噪点低
百万放大,噪点高
功耗比
需外加电压,功耗高
直接放大,功耗低
由于构造上的基本差异,我们可以表列出两者在性能上的表现之不同。CCD的特色在于充分保持信号在传输时不失真(专属通道设计),透过每一个像素集合至单一放大器上再做统一处理,可以保持资料的完整性;CMOS的制程较简单,没有专属通道的设计,因此必须先行放大再整合各个像素的资料。
整体来说,CCD
与
CMOS
两种设计的应用,反应在成像效果上,形成包括
ISO
感光度、
制造成本
、分辨率、噪点与耗电量等,不同类型的差异:
ISO
感光度差异:由于
CMOS
每个像素包含了放大器与A/D转换电路,过多的额外设备压缩单一像素的感光区域的表面积,因此
相同像素下,同样大小之感光器尺寸,CMOS的感光度会低于CCD。
成本差异
:CMOS
应用半导体工业常用的
MOS制程,可以一次整合全部周边设施于单晶片中,节省加工晶片所需负担的成本
和良率的损失;相对地
CCD
采用
电荷传递
的方式输出资讯,必须另辟
传输通道
,如果通道中有一个像素故障(Fail),就会导致一整排的
讯号
壅塞
,无法传递,因此CCD的良率比CMOS低,加上另辟传输通道和外加
ADC
等周边,CCD的制造成本相对高于CMOS。
分辨率差异:在第一点“感光度差异”中,由于
CMOS
每个像素的结构比
CCD
复杂,其感光开口不及CCD大,
相对比较相同尺寸的CCD与CMOS感光器时,CCD感光器的分辨率通常会优于CMOS。不过,如果跳脱尺寸限制,目前业界的CMOS
感光原件已经可达到1400万
像素
/
全片幅的设计,CMOS
技术在量率上的优势可以克服大尺寸感光原件制造上的困难,特别是全片幅
24mm-by-36mm
这样的大小。
噪点差异:由于CMOS每个感光二极体旁都搭配一个
ADC
放大器,如果以百万像素计,那么就需要百万个以上的
ADC
放大器,虽然是统一制造下的产品,但是每个放大器或多或少都有些微的差异存在,很难达到放大同步的效果,对比单一个放大器的CCD,CMOS最终计算出的噪点就比较多。
耗电量差异:CMOS的影像电荷驱动方式为主动式,感光二极体所产生的电荷会直接由旁边的电晶体做放大输出;但CCD却为被动式,
必须外加电压让每个像素中的电荷移动至传输通道。而这外加电压通常需要12伏特(V)以上的水平,因此
CCD
还必须要有更精密的电源线路设计和耐压强度,高驱动电压使
CCD
的电量远高于CMOS。
㈡ 普通的工业相机用的CCD或CMOS一般不带“分色滤光片”,那么它们成像后的图片和数码相机的区别主要在哪里
CCD和CMOS的区别
有鉴于许多网友询问 CCD 与 CMOS 的主要差别。我们暂时撇开复杂的技术文字,透过简单的比较来看这两种不同类型,作用相同的影像感光元件。
不管,CCD 或 CMOS,基本上两者都是利用矽感光二极体(photodiode)进行光与电的转换。这种转换的原理与各位手上具备“太阳电能”电子计算机的“太阳能电池”效应相近,光线越强、电力越强;反之,光线越弱、电力也越弱的道理,将光影像转换为电子数字信号。
比较 CCD 和 CMOS 的结构,ADC的位置和数量是最大的不同。简单的说,按我们在上一讲“CCD 感光元件的工作原理(上)”中所提之内容。CCD每曝光一次,在快门关闭后进行像素转移处理,将每一行中每一个像素(pixel)的电荷信号依序传入“缓冲器”中,由底端的线路引导输出至 CCD 旁的放大器进行放大,再串联 ADC 输出;相对地,CMOS 的设计中每个像素旁就直接连着 ADC(放大兼类比数字信号转换器),讯号直接放大并转换成数字信号。
两者优缺点的比较
CCD CMOS
设计 单一感光器 感光器连接放大器
灵敏度 同样面积下高 感光开口小,灵敏度低
成本 线路品质影响程度高,成本高 CMOS整合集成,成本低
分辨率 连接复杂度低,分辨率高 低,新技术高
噪点比 单一放大,噪点低 百万放大,噪点高
功耗比 需外加电压,功耗高 直接放大,功耗低
由于构造上的基本差异,我们可以表列出两者在性能上的表现之不同。CCD的特色在于充分保持信号在传输时不失真(专属通道设计),透过每一个像素集合至单一放大器上再做统一处理,可以保持资料的完整性;CMOS的制程较简单,没有专属通道的设计,因此必须先行放大再整合各个像素的资料。
整体来说,CCD 与 CMOS 两种设计的应用,反应在成像效果上,形成包括 ISO 感光度、制造成本、分辨率、噪点与耗电量等,不同类型的差异:
ISO 感光度差异:由于 CMOS 每个像素包含了放大器与A/D转换电路,过多的额外设备压缩单一像素的感光区域的表面积,因此 相同像素下,同样大小之感光器尺寸,CMOS的感光度会低于CCD。
成本差异:CMOS 应用半导体工业常用的 MOS制程,可以一次整合全部周边设施于单晶片中,节省加工晶片所需负担的成本 和良率的损失;相对地 CCD 采用电荷传递的方式输出资讯,必须另辟传输通道,如果通道中有一个像素故障(Fail),就会导致一整排的 讯号壅塞,无法传递,因此CCD的良率比CMOS低,加上另辟传输通道和外加 ADC 等周边,CCD的制造成本相对高于CMOS。
分辨率差异:在第一点“感光度差异”中,由于 CMOS 每个像素的结构比 CCD 复杂,其感光开口不及CCD大, 相对比较相同尺寸的CCD与CMOS感光器时,CCD感光器的分辨率通常会优于CMOS。不过,如果跳脱尺寸限制,目前业界的CMOS 感光原件已经可达到1400万 像素 / 全片幅的设计,CMOS 技术在量率上的优势可以克服大尺寸感光原件制造上的困难,特别是全片幅 24mm-by-36mm 这样的大小。
噪点差异:由于CMOS每个感光二极体旁都搭配一个 ADC 放大器,如果以百万像素计,那么就需要百万个以上的 ADC 放大器,虽然是统一制造下的产品,但是每个放大器或多或少都有些微的差异存在,很难达到放大同步的效果,对比单一个放大器的CCD,CMOS最终计算出的噪点就比较多。
耗电量差异:CMOS的影像电荷驱动方式为主动式,感光二极体所产生的电荷会直接由旁边的电晶体做放大输出;但CCD却为被动式, 必须外加电压让每个像素中的电荷移动至传输通道。而这外加电压通常需要12伏特(V)以上的水平,因此 CCD 还必须要有更精密的电源线路设计和耐压强度,高驱动电压使 CCD 的电量远高于CMOS。
尽管 CCD 在影像品质等各方面均优于CMOS,但不可否认的CMOS具有低成本、低耗电以及高整合度的特性。 由于数码影像的需求热烈,CMOS的低成本和稳定供货,成为厂商的最爱,也因此其制造技术不断地改良更新,使得 CCD 与 CMOS 两者的差异逐渐缩小 。新一代的CCD朝向耗电量减少作为改进目标,以期进入照相手机的行动通讯市场;CMOS系列,则开始朝向大尺寸面积与高速影像处理晶片统合,借由后续的影像处理修正噪点以及画质表现, 特别是 Canon 系列的 EOS D30 、EOS 300D 的成功,足见高速影像处理晶片已经可以胜任高像素 CMOS 所产生的影像处理时间与能力的缩短;另外,大尺寸全片幅则以 Kodak DCS Pro14n、DCS Pro/n、DCS Pro/c 这一系列的数码机身为号召,CMOS未来跨足高阶的影像市场产品,前景可期
㈢ 工业相机中cmos相机和ccd相机有哪些区别
无论是CCD还是CMOS,它们都采用感光元件作为影像捕获的基本手段,CCD/CMOS感光元件的核心都是一个感光二极管(photodiode),该二极管在接受光线照射之后能够产生输出电流,而电流的强度则与光照的强度对应。但在周边组成上,CCD的感光元件与CMOS的感光元件并不相同,前者的感光元件除了感光二极管之外,包括一个用于控制相邻电荷的存储单元,感光二极管占据了绝大多数面积—换一种说法就是,CCD感光元件中的有效感光面积较大,在同等条件下可接收到较强的光信号,对应的输出电信号也更明晰。而CMOS感光元件的构成就比较复杂,除处于核心地位的感光二极管之外,它还包括放大器与模数转换电路,每个像点的构成为一个感光二极管和三颗晶体管,而感光二极管占据的面积只是整个元件的一小部分,造成CMOS传感器的开口率远低于CCD(开口率:有效感光区域与整个感光元件的面积比值);这样在接受同等光照及元件大小相同的情况下,CMOS感光元件所能捕捉到的光信号就明显小于CCD元件,灵敏度较低;体现在输出结果上,就是CMOS传感器捕捉到的图像内容不如CCD传感器来得丰富,图像细节丢失情况严重且噪声明显,这也是早期CMOS传感器只能用于低端场合的一大原因。CMOS开口率低造成的另一个麻烦在于,它的像素点密度无法做到媲美CCD的地步,因为随着密度的提高,感光元件的比重面积将因此缩小,而CMOS开口率太低,有效感光区域小得可怜,图像细节丢失情况会愈为严重。因此在传感器尺寸相同的前提下,CCD的像素规模总是高于同时期的CMOS传感器,这也是CMOS长期以来都未能进入主流数码相机市场的重要原因之一。
每个感光元件对应图像传感器中的一个像点,由于感光元件只能感应光的强度,无法捕获色彩信息,因此必须在感光元件上方覆盖彩色滤光片。在这方面,不同的传感器厂商有不同的解决方案,最常用的做法是覆盖RGB红绿蓝三色滤光片,以1:2:1的构成由四个像点构成一个彩色像素(即红蓝滤光片分别覆盖一个像点,剩下的两个像点都覆盖绿色滤光片),采取这种比例的原因是人眼对绿色较为敏感。而索尼的四色CCD技术则将其中的一个绿色滤光片换为翡翠绿色(英文Emerald,有些媒体称为E通道),由此组成新的R、G、B、E四色方案。不管是哪一种技术方案,都要四个像点才能够构成一个彩色像素,这一点大家务必要预先明确。
在接受光照之后,感光元件产生对应的电流,电流大小与光强对应,因此感光元件直接输出的电信号是模拟的。在CCD传感器中,每一个感光元件都不对此作进一步的处理,而是将它直接输出到下一个感光元件的存储单元,结合该元件生成的模拟信号后再输出给第三个感光元件,依次类推,直到结合最后一个感光元件的信号才能形成统一的输出。由于感光元件生成的电信号实在太微弱了,无法直接进行模数转换工作,因此这些输出数据必须做统一的放大处理—这项任务是由CCD传感器中的放大器专门负责,经放大器处理之后,每个像点的电信号强度都获得同样幅度的增大;但由于CCD本身无法将模拟信号直接转换为数字信号,因此还需要一个专门的模数转换芯片进行处理,最终以二进制数字图像矩阵的形式输出给专门的DSP处理芯片。而对于CMOS传感器,上述工作流程就完全不适用了。CMOS传感器中每一个感光元件都直接整合了放大器和模数转换逻辑,当感光二极管接受光照、产生模拟的电信号之后,电信号首先被该感光元件中的放大器放大,然后直接转换成对应的数字信号。换句话说,在CMOS传感器中,每一个感光元件都可产生最终的数字输出,所得数字信号合并之后被直接送交DSP芯片处理—问题恰恰是发生在这里,CMOS感光元件中的放大器属于模拟器件,无法保证每个像点的放大率都保持严格一致,致使放大后的图像数据无法代表拍摄物体的原貌—体现在最终的输出结果上,就是图像中出现大量的噪声,品质明显低于CCD传感器。
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㈣ 众所周知CMOS因其成像效果差而被广泛的应用于低端 那么为什么高端还有专业级的dc及dv都使用CMOS啊
感光器件
提到数码相机,不得不说到就是数码相机的心脏——感光器件。与传统相机相比,传统相机使用“胶卷”作为其记录信息的载体,而数码相机的“胶卷”就是其成像感光器件,而且是与相机一体的,是数码相机的心脏。感光器是数码相机的核心,也是最关键的技术。数码相机的发展道路,可以说就是感光器的发展道路。目前数码相机的核心成像部件有两种:一种是广泛使用的CCD(电荷藕合)元件;另一种是CMOS(互补金属氧化物导体)器件。
感光器件工作原理
电荷藕合器件图像传感器CCD(Charge Coupled Device),它使用一种高感光度的半导体材料制成,能把光线转变成电荷,通过模数转换器芯片转换成数字信号,数字信号经过压缩以后由相机内部的闪速存储器或内置硬盘卡保存,因而可以轻而易举地把数据传输给计算机,并借助于计算机的处理手段,根据需要和想象来修改图像。CCD由许多感光单位组成,通常以百万像素为单位。当CCD表面受到光线照射时,每个感光单位会将电荷反映在组件上,所有的感光单位所产生的信号加在一起,就构成了一幅完整的画面。
CCD和传统底片相比,CCD 更接近于人眼对视觉的工作方式。只不过,人眼的视网膜是由负责光强度感应的杆细胞和色彩感应的锥细胞,分工合作组成视觉感应。 CCD经过长达35年的发展,大致的形状和运作方式都已经定型。CCD 的组成主要是由一个类似马赛克的网格、聚光镜片以及垫于最底下的电子线路矩阵所组成。目前有能力生产 CCD 的公司分别为:SONY、Philips、Kodak、Matsushita、Fuji和Sharp,大半是日本厂商。
互补性氧化金属半导体CMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconctor)和CCD一样同为在数码相机中可记录光线变化的半导体。CMOS的制造技术和一般计算机芯片没什么差别,主要是利用硅和锗这两种元素所做成的半导体,使其在CMOS上共存着带N(带–电) 和 P(带+电)级的半导体,这两个互补效应所产生的电流即可被处理芯片纪录和解读成影像。然而,CMOS的缺点就是太容易出现杂点, 这主要是因为早期的设计使CMOS在处理快速变化的影像时,由于电流变化过于频繁而会产生过热的现象。
两种元件不同之处
由两种感光器件的工作原理可以看出,CCD的优势在于成像质量好,但是由于制造工艺复杂,只有少数的厂商能够掌握,所以导致制造成本居高不下,特别是大型CCD,价格非常高昂。
在相同分辨率下,CMOS价格比CCD便宜,但是CMOS器件产生的图像质量相比CCD来说要低一些。到目前为止,市面上绝大多数的消费级别以及高端数码相机都使用CCD作为感应器;CMOS感应器则作为低端产品应用于一些摄像头上,若有哪家摄像头厂商生产的摄像头使用CCD感应器,厂商一定会不遗余力地以其作为卖点大肆宣传,甚至冠以“数码相机”之名。一时间,是否具有CCD感应器变成了人们判断数码相机档次的标准之一。
CMOS影像传感器的优点之一是电源消耗量比CCD低,CCD为提供优异的影像品质,付出代价即是较高的电源消耗量,为使电荷传输顺畅,噪声降低,需由高压差改善传输效果。但CMOS影像传感器将每一画素的电荷转换成电压,读取前便将其放大,利用3.3V的电源即可驱动,电源消耗量比CCD低。CMOS影像传感器的另一优点,是与周边电路的整合性高,可将ADC与讯号处理器整合在一起,使体积大幅缩小,例如,CMOS影像传感器只需一组电源,CCD却需三或四组电源,由于ADC与讯号处理器的制程与CCD不同,要缩小CCD套件的体积很困难。但目前CMOS影像传感器首要解决的问题就是降低噪声的产生,未来CMOS影像传感器是否可以改变长久以来被CCD压抑的宿命,往后技术的发展是重要关键。
影像感光器件因素
对于数码相机来说,影像感光器件成像的因素主要有两个方面:一是感光器件的面积;二是感光器件的色彩深度。
感光器件面积越大,成像较大,相同条件下,能记录更多的图像细节,各像素间的干扰也小,成像质量越好。但随着数码相机向时尚小巧化的方向发展,感光器件的面积也只能是越来越小。
除了面积之外,感光器件还有一个重要指标,就是色彩深度,也就是色彩位,就是用多少位的二进制数字来记录三种原色。非专业型数码相机的感光器件一般是24位的,高档点的采样时是30位,而记录时仍然是24位,专业型数码相机的成像器件至少是36位的,据说已经有了48位的CCD。对于24位的器件而言,感光单元能记录的光亮度值最多有2^8=256级,每一种原色用一个8位的二进制数字来表示,最多能记录的色彩是256x256x256约16,77万种。对于36位的器件而言,感光单元能记录的光亮度值最多有2^12=4096级,每一种原色用一个12位的二进制数字来表示,最多能记录的色彩是4096x4096x4096约68.7亿种。举例来说,如果某一被摄体,最亮部位的亮度是最暗部位亮度的400倍,用使用24位感光器件的数码相机来拍摄的话,如果按低光部位曝光,则凡是亮度高于256倍的部位,均曝光过度,层次损失,形成亮斑,如果按高光部位来曝光,则某一亮度以下的部位全部曝光不足,如果用使用了36位感光器件的专业数码相机,就不会有这样的问题。
感光器件的发展
CCD是1969年由美国的贝尔研究室所开发出来的。进入80年代,CCD影像传感器虽然有缺陷,由于不断的研究终于克服了困难,而于80年代后半期制造出高分辨率且高品质的CCD。到了90年代制造出百万像素之高分辨率CCD,此时CCD的发展更是突飞猛进,算一算CCD 发展至今也有二十多个年头了。进入90年代中期后,CCD技术得到了迅猛发展,同时,CCD的单位面积也越来越小。但为了在CCD面积减小的同时提高图像的成像质量,SONY与1989年开发出了SUPER HAD CCD,这种新的感光器件是在CCD面积减小的情况下,依靠CCD组件内部放大器的放大倍率提升成像质量。以后相继出现了NEW STRUCTURE CCD、EXVIEW HAD CCD、四色滤光技术(专为SONY F828所应用)。而富士数码相机则采用了超级CCD(Super CCD)、Super CCD SR。
对于CMOS来说,具有便于大规模生产,且速度快、成本较低,将是数字相机关键器件的发展方向。目前,在CANON等公司的不断努力下,新的CMOS器件不断推陈出新,高动态范围CMOS器件已经出现,这一技术消除了对快门、光圈、自动增益控制及伽玛校正的需要,使之接近了CCD的成像质量。另外由于CMOS先天的可塑性,可以做出高像素的大型CMOS感光器而成本却不上升多少。相对于CCD的停滞不前相比,CMOS作为新生事物而展示出了蓬勃的活力。作为数码相机的核心部件,CMOS感光器以已经有逐渐取代CCD感光器的趋势,并有希望在不久的将来成为主流的感光器。
㈤ 背照式CMOS比一般CMOS好,为什么高端单反不使用背照式CMOS呢
新型背照式CMOS传感器得益于电子器件的制作工艺升级,至少在两个方面有提升。第一个是在传感器上的微透镜性能更为提升,以致经过微透镜后的光,入射到感光面上的角度更接近垂直,而且微透镜产生的色散,眩光等不良效果会减弱,让最终到达传感器感光面的光较传统的好。第二就是在大像素下依旧具有高速的处理能力,这一点归根到底是对比CCD传感器而言的。CCD传感器是需要将各像素点的电荷数据传输出来统一处理,所以在像素大的时候速度比较难提高,如果强行提高处理的带宽就会造成噪点的增加。而CMOS传感器在每一个像素点上都已经将电荷转化成了电压数据,在提高大像素帧率上有比较大的空间。
不过这两个优点并非被照式CMOS传感器特有,是当今新款的CMOS传感器普遍都能做到的,这就是为什么越来越多数码相机采用CMOS传感器了,毕竟大像素和高速的性能会直接影响最终消费者的选择。
用上背照式CMOS传感器画质就会好了吗?
既然背照式CMOS传感器这么厉害,是不是说配备了了它的数码相机拍照就很牛了呢?其实不是,决定数码照片的画质除了核心部件传感器外,还有镜头以及处理算法等因素。镜头的因素大家应该都容易理解,因为光线到达传感器之前是要通过镜头。而各型号的相机使用的镜头不尽相同,具体的质素也当然会有差异。另外一个就是数据处理的方面,因为从传感器出来的数据还是要经过数码相机内部的处理器来进行处理才能得到最终的照片数据(能输出RAW格式的相机除外),换句话说就是有了原始材料,还需要做润色才能出成品。这部分就要看各个厂家的图像处理算法了,这就好比不同厨师会用的烹调方法来处理食材一样,最终的图片就会用不同的质量,不同的风格。
对比装备了背照式CMOS传感器的相机和其他相机的各档位ISO画质,大体的结论是在低ISO的时候,两者相差不大,但在高ISO时候的确有一定的提升。另外值得提及的一点就是,装备了背照式CMOS传感器的相机在低光环境的对焦能力大大加强,这是一个非常重要的提升。
㈥ CCD会被CMOS替代吗
楼主的问题没有提反。CCD和CMOS基本上是同时发明的,但由于CMOS技术问题,使得CMOS的噪声等参数远远比不上CCD,所以CCD在过去的几十年里才发展得突飞猛进。但随着CMOS技术的提高,CIS(CMOS Image Sensor)越来越好,大有取代CCD之势头。因为解决了技术问题的CIS的成本更低,更适合于批量生产。所以,现在的大部分民用图像传感器都被CIS占据了。但是,在天文、卫星等领域的应用,CIS的技术还不赶不上CCD。所以,CCD不会被CMOS取代,至少他们各有所长。
㈦ 相机选择CCD与CMOS图像传感器的区别
背照CMOS/SupperCCDEXR/CCD大比拼!
我们都知道,传感器尺寸才是决定成像画质是否优秀的根本因素之一——传感器尺寸越大,单个像素的开口率也就越大,感光性、信噪比和动态范围也都会相应提高。那么有没有一种不增加传感器尺寸也能提高感光性、信噪比和动态范围的方法呢?答案是可以。
最早实现的是富士的SuperCCD传感器,但SuperCCD传感器是采用非传统的蜂窝状形式排列像素来提高使用面积,从而提高感光性、信噪比和动态范围,可以说依然是提升了传感器尺寸。真正完美实现不增加传感器尺寸提高感光性、信噪比和动态范围的是最新的背照式CMOS传感器,因为采用和普通方法相反、向没有布线层的一面照射光线的背面照射技术,背照式CMOS不受金属线路和晶体管的阻碍,开口率(光电转换部分在一个像素中所占的面积比例)可提高至近100%,从而实现不增加传感器尺寸也能提高感光性、信噪比和动态范围。
SuperCCD是由富士公司独家推出的,它并没有采用常规正方形二极管,而是使用了一种八边形的二极管,像素是以蜂窝状形式排列,并且单位像素的面积要比传统的CCD大。将像素旋转45度排列的结果是可以缩小对图像拍摄无用的多余空间,光线集中的效率比较高,效率增加之后使感光性、信噪比和动态范围都有所提高。
不过富士并没有停止脚步,在去年研发出最新一代的SuperCCDEXR传感器。新的传感器采用“双重曝光控制”,即通过控制不同的曝光时间(电荷累积时间)以实现不同的感光度。在这种崭新的结构中,“A”和“B”两组捕捉通道“先后”同时工作,最终“A”和“B”两组通道所采集的图像信息合并并生成最终图像。这种电子控制使图像捕捉实现了对高光和低光细节的全面捕捉。与以往不同的是,SuperCCDEXR单位像素点的尺寸大小是完全一致的,这意味着EXR的动态范围得到了进一步提升。
在对这两种不同寻常的传感器都进行一定了解之后,我想大家都有一个疑问:“背照式CMOS和SuperCCDEXR传感器较普通的CCD传感器究竟在成像上有什么不一样?谁更优秀?”我也有着相同的疑问。
三种传感器相比,普通的CCD传感器确实没有什么优势,但背照式CMOS和SuperCCDEXR传感器各有千秋。背照式CMOS在高感光度下的控噪能力还略为优秀一些,但成像锐度确实比SuperCCDEXR传感器差一些,而SuperCCDEXR传感器的综合能力更强,毕竟SuperCCDEXR传感器的尺寸更大。
不过,个人认为靠锐度换来低光照下优秀的控噪能力还是可取的,毕竟很多时候我们并不需要很高的分辨率,比如打印普通尺寸的照片或者放在电脑上浏览,这样的效果都足以满足需求。
㈧ CCD与CMOS哪个更能推动工业相机市场的发展
工业相机是机器视觉系统的核心部件,其本质功能完成是将光信号转变成电信号的过程,相比于普通相机来说,具有更高的传输力、抗干扰力以及稳定的成像能力。工业相机根据不同的分类标准,可以有多种分类,其中根据芯片类型的不同可以分为CCD相机与CMOS相机两种,这种分类方式也是我们最为常见的。这里面,CCD全称电荷耦合元件,CMOS全称互补金属氧化物半导体,两者都是图像传感器,都是工业相机的精髓。 一直以来,CCD以其具有的无损伤、无滞后、低电压、低噪声、高灵敏度、高分辨率等优点,在传感器市场独占鳌头。不过,随着CMOS图像传感器技术的不断进步,在其本身具备的集成性、低功耗、低成本等优势的基础上,在灵敏度、传输速度以及动态范围等方面也做了很大的改善与提高,使得两者的差距不断缩小,甚至有些业内人士认为未来的传感器市场,应是CMOS的天下。实际上,对于机器视觉系统,对于工业相机来说,不论是哪种传感器比较强大,他们技术的进步无疑都将极大推动工业相机市场及机器视觉行业的发展。 目前,CCD在性能方面还仍然优于CMOS,但是CMOS在价格方面的优势却也是非常明显的,所有,在有些时候,两种传感器之间是互补的,可以适用在不同的应用场合。CMOS的技术尽管在不断进步,尤其是噪声与敏感度方面有了很大的提升,但在高速检测方面仍处于劣势;CCD性能相对较占优势,但正是为了达到这一性能优势,使其成本过高、功耗相对较大。那么,哪一种传感器更适合工业相机市场呢? 对工业相机的选择,要以满足机器视觉系统需求为标准;对机器视觉系统的选择,要以用户生产检测、工况监控等需求为标准。因此,哪一种传感器更好,就就取决于用户的需求。例如用户需要用于高速检测的相机时,就可以选择CCD相机,而如果用户需要选择价格便宜的相机时,CMOS就是最合适的选择。所以,我们可以说CCD和CMOS都有自己不同的技术特性及市场定位,不管哪一种,只要符合用户的需求,对于工业相机来说,都是有利的。
㈨ 工业相机常用的图像传感器有哪两种有什么区别
工业相机常用的图像传感器有CCD电荷藕合图像传感器和CMOs互补金属氧化物导体图像传感器两种,两者之间有四个区别。区别如下
1、成像过程不同
CCD仅有一个,或少数几个输出节点统一输出数据,信号一致性好,而CMOS芯片中每个像素都有自己的信号放大器,各自进行电荷到电压的转换,输出信号的一致性较差,比CCD的信号噪声更多,但是CMOS的一个显着优点是功效较低。
2、集成性不同
CCD的制造工艺复杂,输出的只是模拟电信号,还需要后续的译码器,模拟转换器,图像信号处理器等,集成度低。COMS可以把信号放大器,模数转换器等集成在一块芯片上,集成度高,成本低。随着CMOS成像技术的进步,CMOS未来会有越来越多的应用场景。
3、图像输出速度不同
CCD采用逐个光敏输出,速度较慢,CMOS每个电荷元件都有独立的装换控制器,读出速度很快,FPS在500以上的高速相机大部分使用的都是CMOS。
4、噪声方面不同
CCD技术较为成熟,成像质量相较CMOS具有一定优势,CMOS的集成度更高,各元器件间距距离更近,干扰更多。
㈩ 为什么尼康p7100用ccd传感器而不用cmos传感器
CCD的成像质量更好一些,
CMOS的成像质量不如CCD,但只是在画面要求质量很高的情况下。
CMOS能跟集成电路攻击结合,成本相对较低,而且功耗低,手持设备最主要的性能就是功耗要低(即续航时间长),随着集成电路工艺的进步,CMOS 的成像质量也在不断进步,大有赶超CCD的趋势,而最近研发的live CMOS 的成像质量不必CDD差,而且功耗更低。
本人从事CMOS和CCD传感器研究,个人经验,仅作交流……