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安防行业中CCD与CMOS的特点及分析

2014-03-25 14:33
科技潮人
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  日前,安防市场技术更新换代频率很快,其中图像传感技术尤为突出。CCD较为明显的优势一直在市场中广泛运用,但随着高清网络监控对CMOS的大量运用,对CCD的未来发展带来了严峻的考验。深圳保千里电子有限公司安防渠道部总监吴雪芳表示,这之间的竞争和博弈,不同程度的促使行业不断创新,技术不断升级,为行业发展带来新的活力。

  视频监控系统的核心部分就是图像传感技术,有CMOS和CCD两种,这两种传感器各有长短,在不同的应用场景下各有优势。

  CMOS传感器采用一般半导体电路最常用的工艺,具有集成度高、功耗小、速度快、成本低等特点,最近几年在宽动态、低照度方面发展迅速。其互补性金属氧化物半导体,主要是利用硅和锗两种元素所做成的半导体,通过CMOS上带负电和带正电的晶体管来实现基本的功能。

  CCD具有低照度效果好、信噪比高、通透感强、色彩还原能力佳、工艺技术好等优点,目前在交通、医疗等高端领域中得到广泛应用。由于其成像方面特有的优势,很长一段时间内占据镜头市场的主导地方,并且在很长时间内还会延续采用。

  从技术的角度比较,CCD与CMOS的不同点:

  1、信息读取方式:CCD电荷耦合器存储的电荷信息,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。CMOS光电传感器经光电转换后直接产生电流(或电压)信号,信号读取十分简单。

  2、速度:CCD电荷耦合器需在同步时钟的控制下,以行为单位一位一位地输出信息,速度较慢;而CMOS光电传感器采集光信号的同时就可以取出电信号,还能同时处理各单元的图像信息,速度比CCD电荷耦合器快很多。

  3、电源及耗电量:CCD电荷耦合器大多需要三组电源供电,耗电量较大;CMOS光电传感器只需使用一个电源,耗电量非常小,仅为CCD电荷耦合器的1/8到1/10,CMOS光电传感器在节能方面具有很大优势。

  4、成像质量:CCD电荷耦合器制作技术起步早,技术成熟,采用PN结或二氧化硅(SiO2)隔离层隔离噪声,成像质量相对CMOS光电传感器有一定优势。由于CMOS光电传感器集成度高,各光电传感元件、电路之间距离很近,相互之间的光、电、磁干扰较严重,噪声对图像质量影响很大,使CMOS光电传感器很长一段时间无法进入实用。近年,随着CMOS电路消噪技术的不断发展,为生产高密度优质的CMOS图像传感器提供了良好的条件。

  安防行业中的应用情况

  与CCD图像传感器相比,CMOS在低光条件下的成像效果以及高动态范围的性能表现,这也是市场人士诟病的主要问题。对此,对于目前市场上高清的发展趋势,传感器的低光照性能对于准确地呈现图像和保持图像的真实色彩是至关重要的。CCD技术在摄像中分辨率、灵敏度、信噪比,彩色还原性具有明显优势。

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