CMOS與CCD不同光電轉(zhuǎn)換技術(shù)靈感度比較

成都弱電公司訊：

CMOS和CCD是兩種分歧的光電轉(zhuǎn)換技術(shù)，兩者也經(jīng)歷了分歧的技術(shù)發(fā)展階段。當(dāng)前CMOS圖像傳感器科技發(fā)展迅猛，整個(gè)安防領(lǐng)域從Sensor端開始競(jìng)爭(zhēng)白熱化，在Ipcam、模擬高清的噱頭效應(yīng)下，已經(jīng)很少有人關(guān)注CCD，這從絕大多數(shù)安防企業(yè)不再向Sony下計(jì)劃，以及傳聞Sony計(jì)劃停產(chǎn)CCD就能看出端倪。但從CMOS和CCD的比較而言，了解兩者之間的差異，在琳瑯滿目的傳感器應(yīng)用方案面前，根據(jù)實(shí)際應(yīng)用進(jìn)行選擇，選對(duì)方案，有很重要的實(shí)際意義，特殊是在激烈競(jìng)爭(zhēng)中的戰(zhàn)略選型。下面就兩種圖像傳感技術(shù)的主要特點(diǎn)差異在應(yīng)用端的實(shí)際意義進(jìn)行簡(jiǎn)樸的描述。

幀率和靶面尺寸對(duì)圖像傳感器的影響

CCD圖像傳感器和CMOS圖像傳感器的主要技術(shù)指標(biāo)有像素、靶面尺寸、感光度、電子快門、幀率和信噪比，等等。

幀率代表單位時(shí)間所記錄或者播放的圖片的數(shù)量，連續(xù)播放一系列圖片就會(huì)產(chǎn)生動(dòng)畫效果，根據(jù)人類的視覺系統(tǒng)，當(dāng)圖片的播放速度大于15幅/秒的時(shí)候，人眼就基本看不出來圖片的跳躍；在達(dá)到24幅/s～30幅/s之間時(shí)就已經(jīng)基本覺察不到閃爍現(xiàn)象了。每秒的幀數(shù)，或者幀率表示圖形傳感器在處理場(chǎng)時(shí)每秒鐘能夠更新的次數(shù)。高的幀率可以得到更流暢、更逼真的視覺體驗(yàn)。

靶面尺寸，也就是圖像傳感器感光部分的大小。一般用英寸來表示，和電視機(jī)一樣，通常這個(gè)數(shù)據(jù)指的是這個(gè)圖像傳感器的對(duì)角線長(zhǎng)度，如常見的有1/3英寸，靶面越大，意味著通光量越好，而靶面越小則比較容易獲得更大的景深。好比1/2英寸可以有比較大的通光量，而1/4英寸可以比較容易獲得較大的景深。

高清領(lǐng)域的CMOS

CCD在上世紀(jì)70年代誕生于美國貝爾實(shí)驗(yàn)室，發(fā)展歷程在此不做贅述。安防行業(yè)傳統(tǒng)的熟悉是CCD感度好，CMOS功耗低價(jià)格廉價(jià)，至于為什么CCD好，大部分從業(yè)人員講不出一個(gè)所以然來。CCD采取互補(bǔ)光CMYG色彩陣列，理論上通光率可達(dá)到約60%，而CMOS采取的三原色RGB色彩陣列，通光率理論值只有33%，也就是說，在同等的工藝和設(shè)計(jì)水平下，采用CMYG互補(bǔ)光色彩陣列的感光能力要比采用RGB色彩陣列的CMOS感光元件大約80%。所以CCD呈現(xiàn)出來的夜視效果相對(duì)就要好很多。RGB的優(yōu)勢(shì)就在于色彩還原度更高，呈現(xiàn)出來的圖像效果更加細(xì)膩。

自Sony創(chuàng)造SuperHADCCD到EXVIEWHADCDD一直統(tǒng)治著CCD甚至整個(gè)安防領(lǐng)域的市場(chǎng)。除了品牌效應(yīng)、品質(zhì)信心、需求慣性以外，是因?yàn)镃CD最大的產(chǎn)品特性就是感光靈敏度更好，EXVIEWHADCCD更是在近紅外成像部分有更大的突破，夜視效果更佳出色。國產(chǎn)MCCD采取首創(chuàng)三級(jí)Fd技術(shù)，更是在CCD基礎(chǔ)上取得了更高的靈敏度和動(dòng)態(tài)范圍，可以呈現(xiàn)更完美的夜視效果。目前市面上的夜視王攝像機(jī)即是采用MCCD方案。

但問題是CCD往高清發(fā)展的代價(jià)非常昂貴，且CMOS功耗更低，所以傳統(tǒng)的安防領(lǐng)域，CCD出到960H即終止了，只有像天文望遠(yuǎn)鏡等對(duì)清晰度和靈敏度都要求特殊高的特殊行業(yè)在采用高清CCD組件，而在民用安防高清領(lǐng)域取而代之的是CMOS。這本質(zhì)上是由工藝難度和生產(chǎn)成本決定的。目前業(yè)內(nèi)普及的720P以上的圖像傳感器幾乎全是CMOS，除了工藝的因素外，更重要是是CMOS更廉價(jià)。我們只要看到手機(jī)領(lǐng)域應(yīng)用的幾百萬甚到上千萬像素的圖像傳感器全是CMOS，就一目了然了。可以說，在眼見為實(shí)的民用高清時(shí)代，CMOS是王道。