影像傳感器對成像效果起著至關(guān)重要的作用，像素越高，影像傳感器內(nèi)部集成的感光電極也越多，同時我們也應(yīng)該想到提升像素勢必要涉及到制造成本，每提高一個等級，數(shù)碼相機的價格都要高出一截，而且提升到一定程度后，CCD傳感器由于制造工藝的限制，短時間內(nèi)很難再有所突破。
目前主流的DSLR機型使用的CCD最多為600萬像素左右，即使現(xiàn)在索尼生產(chǎn)出了700萬、800萬像素的CCD，但想要將其安置在DSLR機身內(nèi)的話，最終效果只能是與預(yù)期效果背道而馳不合實際。而CMOS傳感器卻高達(dá)1600萬像素以上。
CMOS的成像原理
CMOS可細(xì)分為被動式像素傳感器(PassivePixelSensorCMOS)與主動式像素傳感器(ActivePixelSensorCMOS)。它原本是計算機系統(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年5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)碼相機上，但與當(dāng)時如日中天的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，普通CCD必須使用3個以上的電源電壓，可是CMOS在單一電源下就可以運作，與CCD產(chǎn)品相比同像素級耗電量小。另外CMOS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，這點正是今年索尼IRCUT雙濾光片對視頻成像技術(shù)的影響文/彭中能夠在很短時間內(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)上每單位像素點由一個感光電極、一個電信號轉(zhuǎn)換單元、一個信號傳輸晶體管，以及一個信號放大器所組成。理論上CMOS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，這兩個互補效應(yīng)所產(chǎn)生的電信號(電流或者電勢差)被CMOS從一個一個像素當(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。
具體工作時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CCD就是望塵莫及的。
雖然CMOS當(dāng)時有許多缺點，但是這些年來已找到了切實可行的解決辦法，佳能算是CMOS領(lǐng)域中造詣最深的廠商，它在2001年對CMOS技術(shù)作出了革命性的變更設(shè)計，目前其他幾家技術(shù)都有佳能的技術(shù)影子。
a.偏面消除噪點技術(shù)。為了消除每個像素的漂移和噪點，原傳感器控制部分經(jīng)過重新的排線設(shè)計包含了一個增幅回路，它只吸收噪點信號而不處理光學(xué)信號，可以從光學(xué)信號中去除噪點部分令傳感器以很高的信噪比讀取信號。
b.全像素電荷轉(zhuǎn)移技術(shù)。由于每次讀取信號時，初始值都會變化，只依靠傳感器控制回路上的消除噪點技術(shù)無法完美地解決這個問題，通過引進(jìn)全像素電荷轉(zhuǎn)移技術(shù)，即可維持光學(xué)信號和實現(xiàn)高信噪比處理。
c.傳感器模擬處理技術(shù)。傳感器控制電氣回路上集成一個PGA可編程增益轉(zhuǎn)換器，有效地降低了噪點，并加速了信號輸出能力，讓每秒約3張的高速連續(xù)拍攝成為可能。
a&s傳媒是全球知名展覽公司法蘭克福展覽集團旗下的專業(yè)媒體平臺，自1994年品牌成立以來，一直專注于安全&自動化產(chǎn)業(yè)前沿產(chǎn)品、技術(shù)及市場趨勢的專業(yè)媒體傳播和品牌服務(wù)。從安全管理到產(chǎn)業(yè)數(shù)字化，a&s傳媒擁有首屈一指的國際行業(yè)展覽會資源以及豐富的媒體經(jīng)驗，提供媒體、活動、展會等整合營銷服務(wù)。
粵公網(wǎng)安備 44030402000264號
