CMOS相機(jī)的核心成像部件是CMOS，是一種互補(bǔ)金屬氧化物導(dǎo)體器件。CMOS是指制造大規(guī)模集成電路芯片用的一種技術(shù)或用這種技術(shù)制造出來的芯片。是電腦主板上的一塊可讀寫的RAM芯片。因?yàn)榭勺x寫的特性，所以在電腦主板上用來保存BIOS設(shè)置完電腦硬件參數(shù)后的數(shù)據(jù)，這個(gè)芯片僅僅是用來存放數(shù)據(jù)的。CMOS制造工藝也被應(yīng)用于制作數(shù)碼影像器材的感光元件，尤其是片幅規(guī)格較大的CMOS相機(jī)。

CMOS相機(jī)與CCD相機(jī)的區(qū)別

CMOS相機(jī)與CCD相機(jī)是數(shù)碼相機(jī)的兩種類別，分別使用CMOS與CCD傳感器，兩者都是利用感光二極管進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換，將圖像轉(zhuǎn)換為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，而其主要差異是數(shù)字?jǐn)?shù)...[查看全部]

CMOS相機(jī)是一種體積比較緊湊的相機(jī)，可以采用一系列不同分辨率的CCD和CMOS感光芯片，還可以提供各種各樣比較耐用的可鎖定連接線，所以這種相機(jī)是自動化以及質(zhì)量檢測應(yīng)用最理想的標(biāo)準(zhǔn)選擇。

CMOS相機(jī)的原理

CMOS中文譯名為互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體，可細(xì)分為被動式像素傳感器與主動式像素傳感器。它原本是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)內(nèi)一種重要的芯片，保存了系統(tǒng)引導(dǎo)最基本的資料?？墒怯腥伺既婚g發(fā)現(xiàn)，將CMOS加工也可以作為數(shù)碼相機(jī)中的影像傳感器，緊跟著就由Xirlink公司于1999年首次推向市場，2000月，美國Omnivision公司又推出了新一代的CMOS芯片。

CMOS最初曾被嘗試使用在數(shù)碼相機(jī)上，但與當(dāng)時(shí)如日中天的CCD相比信噪比差，敏感度不夠，所以沒能占居主流位置。當(dāng)然它也具備多種優(yōu)點(diǎn)，普通CCD必須使用3個(gè)以上的電源電壓，可是CMOS相機(jī)在單一電源下就可以運(yùn)作，與CCD相機(jī)相比同像素級耗電量小。另外CMOS相機(jī)是標(biāo)準(zhǔn)工藝制程，可利用現(xiàn)有的半導(dǎo)體制造流水線，不需額外投資生產(chǎn)設(shè)備，并且品質(zhì)可隨半導(dǎo)體技術(shù)的進(jìn)步而提升，這點(diǎn)正是今年索尼能夠在很短時(shí)間內(nèi)開發(fā)制造出CMOS芯片的原因。

從技術(shù)角度分析成像原理，核心結(jié)構(gòu)上每單位像素點(diǎn)由一個(gè)感光電極、一個(gè)電信號轉(zhuǎn)換單元、一個(gè)信號傳輸晶體管，以及一個(gè)信號放大器所組成。理論上CMOS相機(jī)感受到的光線經(jīng)光電轉(zhuǎn)換后使電極帶上負(fù)電和正電，這兩個(gè)互補(bǔ)效應(yīng)所產(chǎn)生的電信號(電流或者電勢差)被CMOS相機(jī)從一個(gè)一個(gè)像素當(dāng)中順次提取至外部的A/D(模/數(shù))轉(zhuǎn)換器上再被處理芯片記錄解讀成影像。

CMOS相機(jī)工作時(shí)先由水平傳輸部采集信號，再由垂直傳輸部送出全部信號，故CMOS傳感器可以在每個(gè)像素基礎(chǔ)上進(jìn)行信號放大，采用這種方法可進(jìn)行快速的數(shù)據(jù)掃描，能夠勝任千萬像素級別的信息處理速率，單憑這點(diǎn)CCD相機(jī)就是望塵莫及的。

CMOS相機(jī)的發(fā)展

CCD相機(jī)起步較早技術(shù)成熟

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CMOS相機(jī)與CCD相機(jī)是數(shù)碼相機(jī)的兩種類別，分別使用CMOS與CCD傳感器，兩者都是利用感光二極管進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換，將圖像轉(zhuǎn)換為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，而其主要差異是數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)傳送的方式不同。

CMOS相機(jī)與CCD相機(jī)成像過程

CMOS相機(jī)與CCD相機(jī)光電轉(zhuǎn)換的原理相同，他們主要的差別在于信號的讀出過程不同;由于CCD僅有一個(gè)(或少數(shù)幾個(gè))輸出節(jié)點(diǎn)統(tǒng)一讀出，其信號輸出的一致性非常好;而CMOS芯片中，每個(gè)像素都有各自的信號放大器，各自進(jìn)行電荷-電壓的轉(zhuǎn)換，其信號輸出的一致性較差。

CCD相機(jī)為了讀出整幅圖像信號，要求輸出放大器的信號帶寬較寬，而在CMOS芯片中，每個(gè)像元中的放大器的帶寬要求較低，大大降低了芯片的功耗，這就是CMOS相機(jī)功耗比CCD要低的主要原因。盡管降低了功耗，但是數(shù)以百萬的放大器的不一致性卻帶來了更高的固定噪聲，這又是CMOS相機(jī)相對CCD相機(jī)的固有劣勢。

CMOS相機(jī)與CCD相機(jī)集成性

從制造工藝的角度看，CCD相機(jī)中電路和器件是集成在半導(dǎo)體單晶材料商，工藝較復(fù)雜，世界上只有少數(shù)幾家廠商能夠生產(chǎn)CCD晶元。CCD相機(jī)僅能輸出模擬電信號，需要后續(xù)的地址譯碼器、模擬轉(zhuǎn)換器、圖像信號處理器處理，并且還需要提供三組不同電壓的電源同步時(shí)鐘控制電路，集成度非常低。

CMOS是集成在被稱作金屬氧化物的版單體材料上，這種工藝與生產(chǎn)數(shù)以萬計(jì)的計(jì)算機(jī)芯片和存儲設(shè)備等半導(dǎo)體集成電路的工藝相同，因此聲場CMOS的成本相對CCD低很多。同時(shí)CMOS芯片能將圖像信號放大器、信號讀取電路、A/D轉(zhuǎn)換電路、圖像信號處理器及控制器等集成到一塊芯片上，只需一塊芯片就可以實(shí)現(xiàn)相機(jī)的所有基本功能，集成度很高，芯片級相機(jī)概念就是從這產(chǎn)生的。

CMOS相機(jī)與CCD相機(jī)的速度

在速度上CCD采用逐個(gè)光敏輸出，只能按照規(guī)定的程序輸出，速度較慢。CMOS相機(jī)有多個(gè)電荷-電壓轉(zhuǎn)換器和行列開關(guān)控制，讀出速度快很多，目

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