cmos图像传感器

提到数码相机，不得不说到就是数码相机的心脏—— 感光元件 。与传统相机相比，传统相机使用“胶卷”作为其记录信息的载体，而数码相机的“胶卷”就是其成像 感光元件 ，而且是与相机一体的，是数码相机的心脏。感光器是数码相机的核心，也是最关键的技术。数码相机的发展道路，可以说就是感光器的发展道路。目前数码相机的核心成像部件有两种：一种是广泛使用的CCD（电荷藕合）元件；另一种是CMOS（互补金属氧化物导体）器件。 　　 感光元件 工作原理 　　电荷藕合器件图像传感器CCD（Charge Coupled Device），它使用一种高感光度的 半导体材料 制成，能把光线转变成电荷，通过 模数转换器 芯片转换成数字信号，数字信号经过压缩以后由相机内部的 闪速存储器 或内置硬盘卡保存，因而可以轻而易举地把数据传输给计算机，并借助于计算机的处理手段，根据需要和想像来修改图像。CCD由许多感光单位组成，通常以百万像素为单位。当CCD表面受到光线照射时，每个感光单位会将电荷反映在组件上，所有的感光单位所产生的信号加在一起，就构成了一幅完整的画面。 　　CCD和传统底片相比，CCD 更接近于人眼对视觉的工作方式。只不过，人眼的视网膜是由负责光强度感应的杆细胞和色彩感应的锥细胞，分工合作组成视觉感应。 CCD经过长达35年的发展，大致的形状和运作方式都已经定型。CCD 的组成主要是由一个类似马赛克的网格、

特权同学玩转Zynq连载40——[ex59] 基于Zynq的双目视觉图像采集显示实例 1 CMOS摄像头应用背景与驱动原理 CMOS摄像头（CMOS Sensor）是一种采用CMOS图像传感器的摄像头。摄像头主要有两类，CMOS和CCD。CMOS一般应用在普通数码设备中，CCD一般应用在高档数码设备中，它们都是光学成像，但CCD比CMOS单位成像的效果要好。CCD镜头比CMOS的颜色还原更好，并且分辨率更高。 CCD和CMOS在制造上的主要区别是，CCD是集成在半导体单晶材料上，而CMOS是集成在被称做金属氧化物的半导体材料上，但工作原理没有本质的区别。在成像方面，CCD的成像通透性、明锐度都很不错，色彩还原、曝光可以保证基本准确。而CMOS的产品往往通透性一般，对实物的色彩还原能力偏弱，曝光也都不太好。由于CMOS自身的物理特性，其成像质量和CCD还是有一定距离的。CCD制造工艺较复杂，掌握CCD技术的厂商并不多，采用CCD摄像头的价格相对也比较昂贵。但随着制造工艺的不断改进，目前CMOS和CCD的实际成像效果的差异在逐渐减小。加之CMOS的制造成本和功耗都要比CCD低不少，因此很多摄像头生产厂商更趋向于采用CMOS感光元件。正是由于低廉的价格以及高度的整合性，使得CMOS摄像头得到了更广泛的应用。 CCD是目前比较成熟的成像器件，CMOS被看作未来的成像器件

图像传感器与信号处理——详解图像传感器噪声 图像传感器与信号处理——详解图像传感器噪声 1 图像传感器噪声分类 2 图像传感器噪声描述 3 图像传感器噪声原理 3.1 热噪声（Thermal Noise） 3.2 散粒噪声（Shot Noise） 3.3 1/f噪声（Flicker Noise） 3.4 重置噪声（Reset Noise） 3.5 本底噪声（Noise Floor） 3.6 固定模式噪声（Fixed Pattern Noise） 3.7 光照响应非均匀性 4. 图像传感器降噪方法 4.1 热噪声降噪 4.2 散粒噪声降噪 4.3 1/f噪声降噪 4.4 CDS和DDS噪声抑制电路 图像传感器与信号处理——详解图像传感器噪声 本文主要是结合《Noise in Image Sensors》和《Image Sensors And Signal Processing for Digital Still Cameras》两本参考文献对图像传感器噪声进行总结，值得注意的是，本文介绍的图像传感器噪声，并不是图像噪声。图像传感器噪声的讨论中涉及到更多硬件等基础知识，而图像噪声产生的一个很重要的源头正是图像噪声， 只有彻底了解噪声的来源后才能更好地考虑如何去消除噪声 。此外，信号电荷数量随光照强度的响应如下图所示： 其中横坐标是光照强度，纵坐标是信号电荷数量，由图可知

CMOS Image Sensor （CIS）行业的特点： 1、高弹性：4800万像素，6400万像素产品切入主摄像头鲜有竞争对手的蓝海市场，产品一旦放量，弹性巨大。 2、深壁垒：CMOS图像传感器=模拟电路+数字电路，需要一家公司同时掌握两种芯片设计能力，具备可积累的护城河。 3、长周期：摄像头CIS芯片作为单一品类，永远会存在，只是性能从2M/8M，到12M/13M16M，再到主摄48M都是长生命周期产品。 同样基于轻资产+高弹性的世界级芯片设计标的：韦尔、汇顶、圣邦、兆易、君正、澜起。 来源： CSDN 作者： jiazhen. 链接： https://blog.csdn.net/jiazhen/article/details/104117559

作业详解： CCD与CMOS简介： CCD: CCD是Charge Coupled Device(电荷耦合器件)的缩写，它是一种半导体成像器件，因而具有灵敏度高、抗强光、畸变小、体积小、寿命长、抗震动等优点。 CMOS: CCD与CMOS的工作原理： CCD摄像机工作方式：被摄物体的图像经过镜头聚焦至CCD芯片上，CCD根据光的强弱积累相应比例的电荷，各个像素积累的电荷在视频时序的控制下，逐点外移，经滤波、放大处理后，形成视频信号输出。视频信号连接到监视器或电视机的视频输入端便可以看到与原始图像相同的视频图像。 CCD芯片尺寸：CCD的成像尺寸常用的有1/2"、1/3"等，成像尺寸越小的摄像机的体积可以做得更小些。在相同的光学镜头下，成像尺寸越大，视场角越大。画素多寡与尺寸大小没有绝对关系,大多数的直观想法认为 CCD 的画素越大，所需空间应该越多，相对的 CCD 的面积尺寸应该越大!对照目前的生产技术来说，这个观念是『对』也是『不对』。事实上，画素开口面积大小与线路布局精细度才是影响 CCD 尺寸的关键因素;也就是说，当制程技术越精密，线路所需占得的空间就越小，相对画素开口面积固定下，可以靠得更紧密，也就可以达到进一步缩小面积的目的。 此外，五百万画素的表现是否一定优于四百万画素，其实也不尽然，端看 CCD 的设计布局。5MP:1/1.8英吋 v.s. 4MP：1/1.8英吋

在机器视觉中，相机的作用是将通过镜头的光信号转换为电信号，其中最重要的组成部件是数字传感器，最为常用的有CCD（Charge-coupled device）和CMOS（cnmplementary metal-oxide semiconductor）两种。 1.CCD于CMOS的区别 （1）成像过程 CCD 和 CMOS 使用相同的光敏材料，因而受光后产生电子的基本原理相同，但是读取过程不同：CCD 是在同步信号和时钟信号的配合下以帧或行的方式转移，整个电路非常复杂，读出速率慢；CMOS 则以类似 DRAM的方式读出信号，并行读取，电路简单，读出速率高。 CCD数据读取结构图 CMOS图像读取结构图 （2）集成度 采用特殊技术的CCD读出电路比较复杂，很难将A/D转换、信号处理、自动增益控制、精密放大和存储功能集成到一块芯片上，一般需要 3～8 个芯片组合实现，同时还需要一个多通道非标准供电电压。 借助于大规模集成制造工艺，CMOS图像传感器能非常容易地把上述功能集成到单一芯片上，多数CMOS图像传感器同时具有模拟和数字输出信号。 （3）电源、功耗和体积 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（3V~5 V），耗电量非常小，仅为CCD电荷耦合器的1/8到1/10，高度集成CMOS 芯片可以做的相当小

一 镜头 将被摄像目标反射的光线聚焦在成像元件上。 二 对焦 数码相机自动对焦镜头从工作原理上说大多都采用了间接实测物距方式进行对焦。它是利用一些可以被利用的间接距离测量方式来获取物距，通过运算，伺服电路驱动调节焦距的微型马达，带动调焦镜片组进行轴向移动，来达到自动调节焦距的目的。经常被利用来进行间接距离测量的方式有：无源光学基线测距、有源超声波测距、有源主动红外测距以及现代的激光技术在测量领域的应用等。 三 感光元件～成像元件 相比传统的胶片相机来说，数码相机最大的改变就是将感光元件从胶片转变为了CCD/CMOS。 相比传统的胶片相机来说，数码相机最大的改变就是将感光元件从胶片转变为了CCD/CMOS。 CCD的全称是Charge Couple Device，翻译过来就是“光电荷耦合器件”，CMOS的全称是Complementary Metal-Oxide Semiconductor，是“互补金属氧化物半导体”的意思。CCD和CMOS的工作原理有一个共通点，那就是都是用光敏二极管来作为光-电信号的转化元件。 　　它们每个感光元件的像素点分别对应图像传感器中的一个像点，由于感光元件只能感应光的强度，无法捕获色彩信息，因此彩色CCD/CMOS图像传感器必须在感光元件上方覆盖彩色滤光片。在这方面，不同的传感器厂商有不同的解决方案，最常用的做法是覆盖RGB红绿蓝三色滤光片，以1：2

2.4 像元尺寸减小 2.20 CMOS图像传感器的发展：ITRS曲线：CMOS尺寸效应蓝图。工艺节点曲线：构造CMOS图像传感器的工艺尺寸。像素尺寸曲线：CMOS图像传感器的像素间距 40年前，Intel联合创始人，Gordon Moore，预测处理器的处理速度没18个月会翻一番。虽然这一说法在计算机科学家间广泛争论，但已经被证明是正确的，因此被命名为“Moore’s Law”。随着技术的发展，成本显著下降。对于数码相机，数数每美元有多少像素可作为价值的基本衡量，每美元可以买到的像素个数在新出品相机上持续稳定增长，这和摩尔定律保持一致。1998年澳大利亚PMA DIMA大会上Barry Hendy第一次提出相机价格的预测，称作“Hendy’s Law”。图2.20为IEDM和ISSCC公布的CMOS 图像传感器发展数据概述。最下面那条曲线说明这几年的CMOS尺寸效应，通过ITRS蓝图表示。第二条曲线构造所述CMOS图像传感器的工艺节点，第三掉曲线展示同一器件的像素尺寸。详述如下： l CMOS图像传感器的工业节点落后与ITRS的工业节点，理由非常简单：先进的CMOS工序，用于构造数字电路，往往对图像处理不友好(严重泄电问题，低光照灵敏度，噪声性能，等)； l CMOS图像传感器技术程度基本和标准数字CMOS工序保持同步； l 像素尺寸随着所用工艺节点升级。