隨著超大規(guī)模集成技術(shù)的發(fā)展,
cmos圖像
傳感器顯示出強(qiáng)勁的發(fā)展趨勢(shì)。cmos圖像傳感器可在單芯片內(nèi)集成時(shí)序和控制電路、a/d轉(zhuǎn)換、信號(hào)處理等功能。本文簡(jiǎn)單介紹了cmos圖像傳感器的背景,分析了cmos圖像傳感器和 ccd 圖像傳感器的優(yōu)缺點(diǎn),綜述了目前cmos圖像傳感器的研究進(jìn)展。
,2=UuW"K OU0xZ=G 一、前言
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U*= 自 60 年代末期美國(guó)貝爾實(shí)驗(yàn)室開發(fā)出固態(tài)成像器件和一維ccd 模型器件以來,ccd在圖像傳感、信號(hào)處理、數(shù)字存儲(chǔ)等方面發(fā)展迅速。隨著ccd器件的廣泛應(yīng)用,其缺點(diǎn)逐漸顯露出來。為此,人們又開發(fā)了另外幾種固態(tài)圖像傳感器,其中最有發(fā)展?jié)摿Φ氖遣捎脴?biāo)準(zhǔn)cmos制造工藝制造的cmos圖像傳感器。|
h1Ke$#$6 9`LU=Xv/ 實(shí)際上早在70 年代初,國(guó)外就已經(jīng)開發(fā)出cmos 圖像傳感器,但成像質(zhì)量不如ccd,因而一直無法與之相抗衡。90年代初期,隨著超大規(guī)模集成技術(shù)的飛速發(fā)展,cmos 圖像傳感器可在單芯片內(nèi)集成a/d轉(zhuǎn)換、信號(hào)處理、自動(dòng)增益控制、精密放大和存儲(chǔ)等功能,大大減小了系統(tǒng)復(fù)雜性,降低了成本,因而顯示出強(qiáng)勁的發(fā)展勢(shì)頭。此外,它還具有低功耗、單電源、低工作電壓(3v~5v)、成品率高,可對(duì)局部像元隨機(jī)訪問等突出優(yōu)點(diǎn)。因此,cmos圖像傳感器重新成為研究、開發(fā)的熱點(diǎn),發(fā)展極其迅猛,目前已占據(jù)低、中分辨領(lǐng)域,F(xiàn)在,cmos圖像傳感器的一些參數(shù)性能指標(biāo)已達(dá)到或超過
8r7/IGFg ccd 。
f9h:"Dnzin )a4E&D 二、ccd 與 cmos 的比較
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_t(rn~f6 kcg)_]~6 1、成像過程
w\0Oz?N b&hF')_UOz ccd 和 cmos 使用相同的光敏材料,因而受光后產(chǎn)生電子的基本原理相同,但是讀取過程不同:ccd 是在同步信號(hào)和時(shí)鐘信號(hào)的配合下以幀或行的方式轉(zhuǎn)移,整個(gè)電路非常復(fù)雜,讀出速率慢;cmos 則以類似 dram的方式讀出信號(hào),電路簡(jiǎn)單,讀出速率高。
kw*Cr/'* 2:smt)f 2、集成度
Vp- n(Z &lXx0"-$ 采用特殊技術(shù)的ccd讀出電路比較復(fù)雜,很難將a/d轉(zhuǎn)換、信號(hào)處理、自動(dòng)增益控制、精密放大和存儲(chǔ)功能集成到一塊芯片上,一般需要 3~8 個(gè)芯片組合實(shí)現(xiàn),同時(shí)還需要一個(gè)多通道非標(biāo)準(zhǔn)供電電壓。借助于大規(guī)模集成制造工藝,cmos圖像傳感器能非常容易地把上述功能集成到單一芯片上,多數(shù)cmos圖像傳感器同時(shí)具有模擬和數(shù)字輸出信號(hào)。
Y\\3g_YBF Nlf&]^4(0 3、電源、功耗和體積
0C9QAJa 9hz7drhR;\ ccd 需多種電源供電,功耗較大,體積也比較大。cmos 只需一個(gè)單電源(3v~5 v)供電,其功耗相當(dāng)于 ccd 的1/10,高度集成cmos 芯片可以做的相當(dāng)小。
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