CCD与CMOS的图像传感技术.PDF

电子技术 • Electronic Technology CCD与CMOS的图像传感技术 文/万璞 王丽莎 强大的放大和缓冲功能，因此它能有效的避免 在现代高新技术的迅速发展 所有与电荷转移有关的 CCD 器件的缺陷。主 摘 要有以下改进： 下，CCD 与 CMOS 两项传感技术不 要 断的进步。本文对这两项技术的 （1）CMOS 传感技术使用的是驱动脉冲 原理、拜耳阵列新方法进行探讨 电路，此种电路的使用能够大大简化了硬件设 和一个比较性分析。 计，而且硬件设计的简单性在很大程度上又能 够降低系统的能耗。因此，此种传感技术使用 单一的电源即可，耗电量小，节能环保。 （2 ）CCD 图像传感技术的信号读取的速 图1 【关键词】CCD CMOS 图像传感技术 拜耳阵列 度非常的慢，花费的时间比较长，而 CMOS 插值算法 图像传感技术的使用大大改变了这一发展现 状，此种技术等的使用能够在收集信号的同时 读取信号，而且能够及时的处理图像信号，其 总体的使用速度比CCD 图像传感技术快的多。 1 CCD传感技术工作原理 （3 ）CCD 传感技术的使用与 CMOS 图 像传感技术的使用相比，其市场价格比较高， CCD 的基本功能是电荷的存储和电荷的 这也是限制其应用扩展的主要的原因。CMOS 转移。它存储由光或电激励产生的信号电荷， 图像传感技术等的使用从其功能、系统的设计 当对它施加特定时序的脉冲时，其存储的信号 方面具有很大的优越性。 电荷便能在CCD 内作定向传输。CCD 工作过 3 传感器像素排列及插值算法 程的主要问题是信号电荷的产生，存储，传输， 和检测。 3.1 拜耳阵列 图2 1.1 光电转换与存储 拜耳阵列是实现 CCD 或 CMOS 传感器拍 ƒK （m,n ）为滤波窗口中不同与ƒK （i,j ）的同 摄彩色图像的主要技术之一如图 2 。Bayer 方 光电转换就是将光信号转换成信号电荷。 通道像素。 式滤色器，R-G,B-G 四个单元为一组，G 是 R 线阵 CCD 是由许多光敏像元组成的，每个像 和 B 的两倍，因为人眼的视锥细胞对绿色更 元就是一个 MOS 电容器，如图 1 当光照射到 敏感。现在数码相机普遍采用的方式：R—G、 CCD 上时，在栅极附近的半导体体内产生电 B—G 混合色亮度等于 R 、G、B 各分量亮度 子 - 空穴对，其多数载流子被栅极电压排开， 之和，根据 R 、G、B 三分量比例来还原色彩。 少数载流子则被收集在势阱中