Page 77 - 智慧园区物联网平台应用与行业分析

» 第二章 智慧园区的技术实现

应用依然落在了 CCD 图像传感器的后面。
但随着技术的发展和实际应用，CMOS 图像传感器除了在移动终端及电子手持或
图像设备应用时具有低功耗优势之外，其灵敏度也取得了新的进展。移动电话极大的
市场潜力，促使许多公司跨入 CMOS 图像传感器领域。

器件的图像质量通过工艺与电路技术进步而大获改善，在最低照相机亮度方面的
灵敏度尤有改进。
3.CCD 与 CMOS 的比较
CCD 存储的电荷信息，需在同步信号控制下一位一位地实施转移后读取，电荷

信息转移和读取输出需要有时钟控制电路和三组不同的电源相配合，整个电路较为复
杂，速度较慢。CMOS 光电传感器经光电转换后直接产生电压信号，信号读取十分简
单，还能同时处理各单元的图像信息，速度比 CCD 快得多。
CCD 与 CMOS 两种传感器在“内部结构”和“外部结构”上都是不同的。CCD

器件的成像点为 X-Y 纵横矩阵排列，每个成像点由一个光电二极管和由其控制的一个
电荷存储区组成；CCD 仅能输出模拟电信号，输出的电信号还需经后续地址译码器、
模数转换器、图像信号处理器处理，并且还需提供三相不同电压的电源和同步时钟控

制电路，CMOS 器件的集成度高、体积小、重量轻，它最大的优势是具有高度系统整
合的条件，因为采用数字模拟信号混合设计，从理论上讲，图像传感器所需的所有功
能，如垂直位移、水平位移暂存器、传感器阵列驱动与控制系统（CDS）、模数转换
器（ADC）接口电路等完全可以集成在一起，实现单芯片成像，避免使用外部芯片和
设备，极大地减小了器件的体积和重量。安捷伦科技采用一种新型的业内标准——32

针 CLCC（陶瓷无引线芯片载体）研制出应用 CMOS 图像传感器的数码相机原型产品，
只有 30mm×30mm×2.5mm 大小，非常适合工程监控和工厂自动化等领域。
从功耗和兼容性来看，CCD 需要外部控制信号和时钟信号来获得满意的电荷转

移效率，还需要多个电源和电压调节器，因此功耗大；而 CMOS-APS 使用单一工作
电压，功耗低，仅相当于 CCD 的 1/10-1/100，还可以与其他电路兼容，具有功耗低、
兼容性好的特点。
CCD 传感器需要特殊工艺，使用专用生产流程，成本高；而 CMOS 传感器使用

与制造半导体器件 90% 的相同基本技术和工艺，且成品率高，制造成本低。
CCD 使用电荷移位寄存器，当寄存器溢出时就会向相邻的像素泄漏电荷，导致
亮光弥散，在图像上产生不需要的条纹。而 CMOS-APS 中光探测部件和输出放大器
都是每个像素的一部分，积分电荷在像素内就被转为电压信号，通过 X-Y 输出线输出，

这种行列编址方式使窗口操作成为可能，可以进行平移、旋转和缩放，没有拖影、光
晕等假信号，图像质量高。

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