图像传感器的选择
目前圖像傳感器類型有兩種:一種是廣泛使用的CCD(電荷藕合)圖像傳感器;另一種是CMOS(互補金屬氧化物導(dǎo)體)圖像傳感器。這兩種都是基于核心成像部件CCD和CMOS而區(qū)分的
CCD中文譯為"電子耦合組件"(charged coupled device),它就像傳統(tǒng)相機的底片一樣,是感應(yīng)光線的電路裝置,可以將它想象成一顆顆微小的感應(yīng)粒子,鋪滿在光學(xué)鏡頭后方,當(dāng)光線與圖像從鏡頭透過、投射到CCD表面時,CCD就會產(chǎn)生電流,將感應(yīng)到的內(nèi)容轉(zhuǎn)換成數(shù)碼資料儲存起來。CCD的尺寸其實是說感光器件的面積大小,CCD像素數(shù)目越多、單一像素尺寸越大,捕獲的光子越多,感光性能越好,信噪比越低,收集到的圖像就會越清晰。因此,盡管CCD數(shù)目并不是決定圖像品質(zhì)的唯一重點,我們?nèi)匀豢梢园阉?dāng)成相機等級的重要判準(zhǔn)之一。
互補性氧化金屬半導(dǎo)體CMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor)和CCD一樣同為可記錄光線變化的半導(dǎo)體。CMOS的制造技術(shù)和一般計算機芯片沒什么差別,主要是利用硅和鍺這兩種元素所做成的半導(dǎo)體,使其在CMOS上共存著帶N(帶–電) 和 P(帶+電)級的半導(dǎo)體,這兩個互補效應(yīng)所產(chǎn)生的電流即可被處理芯片記錄和解讀成影像。同樣,CMOS的尺寸大小影響感光性能的效果,面積越大感光性能越好。CMOS的缺點就是太容易出現(xiàn)雜點, 這主要是因為早期的設(shè)計使CMOS在處理快速變化的影像時,由于電流變化過于頻繁而會產(chǎn)生過熱的現(xiàn)象。
由兩種感光器件的工作原理可以看出,CCD的優(yōu)勢在于成像質(zhì)量好,但是由于制造工藝復(fù)雜,只有少數(shù)的廠商能夠掌握,所以導(dǎo)致制造成本居高不下,特別是大型CCD,價格非常高昂。
??? 在相同分辨率下,CMOS價格比CCD便宜,但是CMOS器件產(chǎn)生的圖像質(zhì)量相比CCD來說要低一些。?CMOS影像傳感器的優(yōu)點之一是電源消耗量比CCD低,CCD為提供優(yōu)異的影像品質(zhì),付出代價即是較高的電源消耗量,為使電荷傳輸順暢,噪聲降低,需由高壓差改善傳輸效果。但CMOS影像傳感器將每一像素的電荷轉(zhuǎn)換成電壓,讀取前便將其放大,利用3.3V的電源即可驅(qū)動,電源消耗量比CCD低。CMOS影像傳感器的另一優(yōu)點,是與周邊電路的整合性高,可將ADC與信號處理器整合在一起,使體積大幅縮小。
綜合考慮既滿足功能要求又有較高的性價比,我們選用CMOS芯片的OV7725圖像傳感器。
OV7725是一款高度整合的1/4英寸CMOS CameraChip(TM)傳感器,在一個單芯片上提供一部VGA攝像頭和影像處理器的全部功能。OV7725的一個獨特性能是有很大的主光線角度,它能顯著減小模塊高度,而高度是讓相機能夠裝配進(jìn)當(dāng)前超薄筆記本電腦的關(guān)鍵因素。OV7725以O(shè)mniVision的OmniPixel2(TM)專利技術(shù)為基礎(chǔ),弱光環(huán)境中也能提供卓越的性能,在VGA模式下能夠以60幀每秒(fps)或在QVGA模式下120fps運行。OV7725無鉛、28引腳CSP2封裝。
總結(jié)
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