​摄像机sensor

       Sensor即传感器,是摄像机的核心部件,作用是将光信号转换成电信号,方便处理和存储。Sensor的类型有两种,CCD和CMOS。
       CCD即电荷耦合器( charge-couled device),CMOS即互补金属氧化物半导体(Complementary Metal Oxide Semiconductor),两种传感器原理上都是光敏元件在光照的条件下产生电荷,电荷转移产生电流,电流经过整流放大、模数转换形成数字信号,最终以二进制数字图像矩阵的形式输出给专门的DSP处理芯片。
       CCD和CMOS两者在结构原理上的主要区别有两点:1、感光元件不同,CCD的感光元件除了感光二极管之外,还包括一个用于控制相邻电荷的存储单元,感光二极管占据了绝大多数面积,即CCD的开口率(有效感光区域与整个感光元件的面积比值)很大。而CMOS 感光元件的构成就比较复杂,除处于核心地位的感光二极管之外,它还包括放大器与模数转换电路,每个像点的构成为一个感光二极管和四个晶体管,而感光二极管占据的面积只是整个元件的一小部分,造成的后果是CMOS的开口率很小。这样在接受同等光照及元件大小相同的情况下,CMOS感光元件所能捕捉到的光信号就明显小于CCD元件,灵敏度较低;体现在输出结果上,就是CMOS传感器捕捉到的图像内容不如CCD传感器来得丰富,图像细节丢失情况严重且噪声明显;2、噪声大小不同,CCD传感器电荷是转移之后统一输出放大,即每个像点的电信号强度都获得同样幅度的增大。而CMOS传感器中每一个感光元件都直接整合了放大器和模数转换,每个像素点的电信号先单独放大转换成数字信号,再汇聚一起形成二进制数字图像矩阵。CMOS感光元件中的放大器属于模拟器件,无法保证每个像点的放大率都保持严格一致,因此产生的噪声较大。
      通过以上比较同等条件下CMOS的性能不如CCD,但CMOS的优势在于成本上,CMOS 传感器采用一般半导体电路最常用的CMOS工艺,工艺相对简单,成本低;而CCD的工艺复杂,外围外围芯片的成本高。另一方面由于CCD采用电荷传递的方式传送数据,只要其中有一个象素不能运行,就会导致一整排的数据不能传送,因此控制CCD传感器的成品率低。因此,CCD传感器的成本会高于CMOS传感器。
        CCD技术已经成熟,CMOS技术还在进步中。就图像质量而言,今天两者已经不相上下。即使有些区别,和后端的图像处理器相比,也是微不足道了。因此在高清IP摄像机中图像传感器的选择还是以CMOS为主。