图像传感器
  • 中文名图像传感器
  • 外文名 image sensor

图像传感器,是一种将光学影像转换成电子信号的设备,广泛应用在数码相机和其他电子光学设备中。早期的图像传感器采用模拟信号,如摄像管(video camera tube)。如今,图像传感器主要分为感光耦合元件(charge-coupled device, CCD)和互补式金属氧化物半导体有源像素传感器(CMOS Active pixel sensor)两种。

CCD和CMOS的对比

如今,大多数数码相机采用了CCD或CMOS图像传感器。这两种类型的图像传感器都能够完成选取影像、转换电子信号的任务。

CCD图像传感器是一个基于模拟信号的设备。当光投射到其表面时,将有信号电荷产生。电荷信号可以转换成电压,并按指定的时序将图像信息输出。数码相机主板上的其他电路将把这信号转换成数字信号,以便微处理器进行处理。

而CMOS图像传感器是一类利用CMOS半导体的有源像素传感器。每个光电传感器附近都有相应的电路直接将光能量转换成电压信号。与CCD不同的是,它并不涉及信号电荷。在主板上可能也需要模拟数字转换器将它的输出信号转换成数字信号。

上述两种影像传感技术,在影像品质上并没有太大的优劣之分。CCD传感器在接收强光照射时,对于“纵向涂片”(vertical smear)效应过于敏感,导致信号过载;高端的CCD则通过技术手段缓解了这一问题。不过,CMOS传感器则会因为果冻效应(rolling shutter)产生一些不必要的效应。

同等条件下,CMOS图像传感器所用的元件数相对更少,从而功耗较低,数据吞吐速度也比CCD更高。由于数码相机CMOS图像传感器可以直接制作在主板电路上,因此它的信号传输距离较CCD短,电容、电感和寄生延迟降低。

另外,资料输出采用X-Y寻址方式,速度更快。CCD的数据输出速率一般不超过每秒70百万像素,而CMOS则可以达到每秒100百万像素。然而,CCD图像传感器在工艺、制造方面更加成熟,因此在市场上与CMOS图像传感器并驾齐驱。此外,CMOS的制造成本比CCD传感器低。

注:本名词内容引自维基百科