百万像素高清摄像中CCD和CMOS传感器的工作原理
仪器仪表网 · 2012-12-14 09:29 · 50199 次点击
百万像素高清摄像中CCD和CMOS传感器的工作原理
CCD是英文ChargeCoupledDevice的缩写,中文翻译为电荷耦合器件。它是1969年美国贝尔实验室的W·B·博伊尔(W·B·Boyle)和G·E·史密斯(G·E·Smith)等人研制出来的,其使用一种高感光度的半导体材料制成,包含众多感光元件,每个感光元件叫一个像素,CCD可以看做这些像素的集合体。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,所有的感光单位产生的信号加在一起,就构成了一幅完整的画面。
而CMOS英文全称是Comple?-mentaryMetal-OxideSemicon?-ductor,即互补金属氧化物半导体,与CCD一样也是记录光线变化的半导体。CMOS的制造技术和一般计算机芯片没什么差别,主要是利用硅和锗这两种元素所做成的半导体,使其在CMOS上共存着带负电(N极)和正电(P极)的半导体,这两个互补效应所产生的电流即可被处理芯片记录和解读成影像。再透过芯片上的模数转换器(ADC)将获得的模拟影像信号转变为数字信号输出。
可以看到,无论是CCD还是CMOS,它们都采用感光元件作为影像捕获的基本手段,其核心都是一个感光二极管(photodiode),该二极管在接受光线照射之后能够产生输出电流,而电流的强度则与光照的强度对应。