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CCD和CMOS的区别--影像测量硬件选择
斑竹: 对刀仪 阿森  见习斑竹: 【收藏本贴】【只看楼主】
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详细信息

标题: CCD和CMOS的区别--影像测量硬件选择

    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
解析度 连接复杂度低,解析度高 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、解析度、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。

  解析度差异: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感光器的解析度通常会优于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,藉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。

    专业测量以及高级影像测量还是主要以CCD为主。


您的帖子已经被斑竹(DANTSIN)设为精华帖!

2015-04-08 09:29:12 我不想你们想象中的那么完美那么坚强,美女和金钱足以将我征服
 
第 1 楼 作者 常刀 好友 发短信 举报 回复 发贴
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注册 2007-02-27 21:31:07

标题:

学习了!!!!

 

2008-03-20 11:58:15 看得多远就能走多远
 
第 2 楼 楼主 对刀仪 好友 发短信 举报 回复 发贴
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标题:

继续学习!

2008-03-20 12:22:07 我不想你们想象中的那么完美那么坚强,美女和金钱足以将我征服
 
第 3 楼 作者 3P 好友 发短信 举报 回复 发贴
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标题:

努力看了!

2008-09-08 19:37:09 只有去做才会有不可能
 
第 4 楼 作者 英莱特工具 好友 发短信 举报 回复 发贴
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标题:

学习一下,不怎么懂哇

2009-10-20 14:40:40 英莱特工具
 
第 5 楼 作者 ywtsmi 好友 发短信 举报 回复 发贴
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标题: 长经验

长经验,学习了。。。

2010-06-23 17:10:58 人的一生要有实在意义
 
第 6 楼 作者 恒大999博彩白菜网站 好友 发短信 举报 回复 发贴
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标题:

厂址:浙江省温岭市温峤镇江夏工业区
厂部电话:0576-86088886 86088887
传真:0576-86999963
销售部电话:0576-86546888 86843333
传真:0576-86967891
邮编:317527
http://www.hengdacnc.com

E-mail:hdrenju@126.com

2011-01-18 16:05:48 www.hengdacnc.com
 
第 7 楼 作者 李隽 好友 发短信 举报 回复 发贴
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注册 2009-12-08 00:00:00

标题: 销售维修精密量具

努力看了!

 

深圳市龙岗区平湖碧鹏量具经营部

 

1).专业维修、销售带表卡尺、游标卡尺、数显卡尺、高度尺、千分表、百分表、千分尺、内外径量表、测厚规等
2).日本“Mitutoyo”量具量仪
3).瑞士“TESA”、“ETALON”量具量仪
4).各类型硬度计、推拉力计、扭力计、投影仪、二次元、三次元等精密仪器

质量保证:维修精度符合国家规定标准
服务承诺:按客户要求提供维修后的检测报告数据或国家计量部门的检定(校正)证书
保修期限:非人为损坏,同类故障保修三个月

 

2012-03-16 17:05:54 专业销售维修精密量具、卡尺、高度规、千分尺、百分表、推拉力计、硬度计、测厚规等
 
第 8 楼 作者 KSY 好友 发短信 举报 回复 发贴
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注册 2011-05-24 00:00:00

标题: 二次元影像测量仪 苏州科溯源专业生产厂家

您好:

 

    苏州科溯源光电科技有限公司专业生产二次元、2.5次元影像测量仪。如果您有这方面的需要,我们将竭诚为您服务!

 

顺祝商祺!

苏州科溯源光电科技有限公司

联系人:蒋小姐

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网址:www.szksy.com

地址:江苏省苏州工业园区唯文路15号

2012-04-26 10:39:01 苏州科溯源光电科技有限公司专业生产二次元,2.5次元影测量仪.本公司网站:www.szksy.com
 
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