圖像傳感器的發(fā)展及應(yīng)用

　 　圖像傳感器有CCD與CMOS芯片 兩種。早期，我們通常認(rèn)為圖像畫質(zhì)優(yōu)秀的設(shè)備都采 用CCD傳感器，而低成本產(chǎn)品則使用CMOS傳感器。 但是新的CMOS芯片技術(shù)已經(jīng)克服了早期CMOS傳感器 的技術(shù)弱點(diǎn)，傳感器的設(shè)計(jì)上相比老產(chǎn)品提升了低照 性能、曝光模式等。拿目前流行的背照式CMOS傳感器 來說，在傳統(tǒng)的CMOS圖像傳感器中，感光二極管位于 電路晶體管后方，光線會(huì)通過微透鏡和光電二極管之 間的電路和晶體管，那么進(jìn)光量就會(huì)因遮擋而受到影響。

眼睛是人的視覺圖像來源，而圖像傳感器就是視頻采集設(shè)備的圖像接受裝置。圖像傳感器按形態(tài)分類一般有兩類：線型圖像傳感器、面型圖像傳感器。線型圖像傳感器多用在掃描儀、復(fù)印機(jī)、傳真機(jī)等設(shè)備中。而面型圖像傳感器則廣泛的應(yīng)用在我們熟知的安防監(jiān)控?cái)z像機(jī)、視頻會(huì)議攝像機(jī)、汽車倒車影像攝像頭、 平板電腦等產(chǎn)品中。

背照式CMOS傳感器在圖像傳感器原件內(nèi)部的結(jié)構(gòu)上做了優(yōu)化，它將感光層的原件調(diào)轉(zhuǎn)方向，讓光線從圖像傳感器比傳統(tǒng)CMOS傳感器在感光靈敏度上有質(zhì)的飛躍，在低照度環(huán)境下，采用背照式CMOS傳感器的高清會(huì)議攝像機(jī)在聚焦能力、圖像畫質(zhì)表現(xiàn)、圖像噪點(diǎn)控制等方面有了極大的性能提升。

   而我們常見的CCD傳感器會(huì)議攝像機(jī)只能夠720p@25fps，支持1080P格式的CCD傳感器造價(jià)高昂。背照式CMOS傳感器像素可以再高些。雖說無論是背照CMOS或是CCD，都可以提高有效像素。但是背照式CMOS的構(gòu)造決定了傳感器面積不變的情況下，可以將有效像素進(jìn)一步提高，畫質(zhì)也能夠保持得比較好。相比之下CCD盲目提高像素的話，畫質(zhì)就會(huì)很差，而且隨著像素提高，芯片尺寸也在變大造成成本幾何倍數(shù)上升。

背照式CMOS圖像傳感器除了優(yōu)秀的低照等性能外，還具有更好的高感光控噪性能。也就是說在ISO提高之后，再配合現(xiàn)金的3DDNR技術(shù)，噪點(diǎn)會(huì)比CCD少得多。這在低照環(huán)境下的圖像采集有很大優(yōu)勢，高幀率性能更好。背照式CMOS傳感器往往都是高速芯片，眾多芯片均支持全高清畫質(zhì)每秒60幀或更高幀率的圖像輸出，而在這方面CCD傳感器比較吃力?，F(xiàn)在主流的采用背照式CMOS傳感器的高清視頻會(huì)議攝像機(jī)大多支持1080P@30fps全高清視頻或720P@60fps。

CCD傳感器制造工藝較復(fù)雜，采用CCD傳感器的會(huì)議攝像機(jī)價(jià)格都會(huì)相對(duì)比較高。事實(shí)上經(jīng)過技術(shù)改造，目前CCD和CMOS的實(shí)際效果的差距已經(jīng)減小了不少。而且CMOS芯片的制造成本和功耗都要遠(yuǎn)低于CCD，所以很多高清攝像機(jī)廠家采用CMOS圖像傳感器。成像方面：在相同像素下CCD的成像通透性、明銳度都很好，色彩還原、曝光可以保證基本準(zhǔn)確。而 CMOS的產(chǎn)品目前畫面通透性一般，對(duì)實(shí)物的色彩還原能力偏弱，曝光模式由于大多使用Rolling Shutter模式造成高速運(yùn)動(dòng)物體傳感器在捕捉時(shí)存在畸變的問題，CMOS的成像質(zhì)量和CCD傳感器在畫質(zhì)要求較為 嚴(yán)格的場景中還是有一定距離的。但由于低廉的價(jià)格以及高度的整合性，因此在日益迅速發(fā)展的高清會(huì)議攝像機(jī)市場中還是得到了廣泛的應(yīng)用。