CCD與CMOS影像傳感器你都知道嗎

影像傳感器（ImageSensor）是重要的感光組件。工作時(shí)傳感器先把探測(cè)到的光信號(hào)轉(zhuǎn)化為模擬訊號(hào)，再通過(guò)影像訊號(hào)處理器把連續(xù)的模擬訊號(hào)轉(zhuǎn)化為離散的數(shù)字訊號(hào)，予以利用。隨著智慧手機(jī)、相機(jī)的興起，影像傳感器日益受到關(guān)注，技術(shù)也不斷發(fā)展；影像傳感器在工業(yè)生產(chǎn)中也被廣泛應(yīng)用，可用于外觀監(jiān)測(cè)、定位以及日漸普遍的機(jī)器人應(yīng)用等。

目前最為常見(jiàn)的兩種影像傳感器是CCD（ChargeCoupledDevice，感光耦合組件）和CMOS（ComplementaryMetal－OxideSemiconductor，互補(bǔ)性氧化金屬半導(dǎo)體）。CCD屬于傳統(tǒng)的影像傳感器，有靈敏度、影像質(zhì)量高的優(yōu)點(diǎn)，而CMOS則反應(yīng)快且成本低，其技術(shù)也不斷更新，在未來(lái)會(huì)有更多發(fā)展。下文就詳細(xì)講解兩種傳感器的各自特點(diǎn)以及兩者的比較。

CCD與CMOS影像傳感器

CCD與CMOS影像傳感器，已逐漸普及于機(jī)器人應(yīng)用中。自動(dòng)化機(jī)器人均透過(guò)相機(jī)以追蹤物體，并了解運(yùn)動(dòng)的特性。在2007年DARPA城市挑戰(zhàn)賽的無(wú)人駕駛車輛，即使用相機(jī)搭配光達(dá)（LIDAR）技術(shù)，識(shí)別環(huán)境中的物體以安全完成比賽路線。在DARPA城市挑戰(zhàn)賽中，相機(jī)必須能識(shí)別道路邊緣與巷道，讓無(wú)人駕駛車輛能保持行駛正確道路，以通過(guò)整個(gè)挑戰(zhàn)賽的環(huán)境；要實(shí)現(xiàn)這項(xiàng)功能，便需要依靠靈敏度高的影像傳感器。

CCD與CMOS影像傳感器，均使用感光區(qū)域讀取光線特性參數(shù)，以產(chǎn)生影像。并具備環(huán)境分析、導(dǎo)航、物體識(shí)別，與追蹤功能。CCD傳感器是經(jīng)由透鏡將光線導(dǎo)入電容器數(shù)組，再依導(dǎo)入光線的密度形成電荷。此電荷接著傳輸通過(guò)曝光區(qū)域，并轉(zhuǎn)換而為電壓。接著透過(guò)電壓重建影像。作為技術(shù)較成熟的影像傳感器，CCD有敏感度高與影像質(zhì)量好的優(yōu)點(diǎn)。

CMOS影像傳感器則是以晶體管與1組光二極管（Photodiode）建構(gòu)像素?cái)?shù)組。傳感器內(nèi)的光二極管將接收的光線轉(zhuǎn)換為電壓。而晶體管則針對(duì)各次影像擷取作業(yè)，重新設(shè)定像素。另有1組晶體管則做為放大器，讓處理影像訊號(hào)的電子設(shè)備能夠接收該訊號(hào)。第三組晶體管則做為切換器，將單列的像素電壓（Pixelvoltage）傳送至訊號(hào)處理設(shè)備。色彩信息共有2種記錄方式。其中1個(gè)方法即是透過(guò)3組影像傳感器，分別偵測(cè)3原色之一。再將3組影像組合為最終影像。另1種方法是使用濾波器隔離射入光的主要色彩。傳感器進(jìn)行3項(xiàng)擷取作業(yè)，分別擷取3原色以組合為最終影像。

CCD與CMOS影像傳感器可用于幾乎所有的應(yīng)用。也分別有不同的優(yōu)點(diǎn)：

CCD較低噪聲的高質(zhì)量影像

像素較高

對(duì)光線的敏感度較高

CMOS價(jià)位較低

建構(gòu)較為簡(jiǎn)易

耗電量較低

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