CMOS与CCD图像传感器的比较研究和发展趋势

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1、第l8卷第11期电子设计工程2010年11月V01．18No．11ElectronicDesignEngineeringNov．2010CMOS与CCD图像传感器的比较研究和发展趋势王旭东．叶玉堂(电子科技大学光电信息学院，四川成都610054)摘要：对目前的两类图像传感器CCD和CM0S做了系统的分析和研究。对CM0S与CCD的结构特点，相关的性能参数进行了深入比较研究。针对CMOS图像传感器的低灵敏度、高噪声。暗电流。低填充度和成像质量差等技术问题，提出了DRSCAN噪声消除技术，CMOSC3D技术，片上模拟处理技术和彩色插值算法等解决

2、途径。通过进一步时图像传感器的应用发展情况和发展趋势的分析与研究，得出：在未来发展中．由于CMOS图像传感器已经克服了已有的技术瓶颈。在视频监控，航空探测设备，医疗设备．眼膜识剐，可视通信等诸多领域的应用前景将会优于CCD图像传感器。关键词：CCD；CMOS；DRSCAN；CMOSC3D中图分类号：TN6O9文献标识码：A文章编号：1674—6236(2010)l1-o178-o4ComparativeresearchandfuturetendencybetweenCMOSandCCDimagesensorWANGXu·dong，YEYu·

3、tang(SchoolofOpto-electronicInformation，Uniee~i@ofElectronicScienceandTechnologyofChina，Ch~ngdu610054，China)Abstract：systematicanalysisandresearchaboutcurrentCCDandCMOSimagesensorshavebeendone．ThestructurecharacteristicsandtherelevantparametersofCCD(charge-coupleddevice)an

4、dCMOS(ComplementaryMetal-OxideSemiconductor)imagesensorsaleeomparativlystudiedindepth；lotsofissuesofCMOSimagesensors,suchaslow—sensitivity，highnoise，darkcurrentandlowfillingdegreehavebeenresolvedbynewtechnologieslikeDRSCANnoisecancellationtechnology，CMOSC3Dtechnology，on-ch

5、ipanalogprocessingtechnologyandcolorinterpolationalgorithms．Thwu@furtheranalysisandresearchaboutthedevelopmentsandtrendsofinternationalimagesens0糟．conclusionisdrawedthat：inthefuture，existingbottlenecksareresolved，CMOSwillbebetterthanCCDimagesensorinmanyfields，suchasinvideo

6、surveillance，aviationanddetectionequipment，medicalequipment，eyemaskrecognitionandvisualKeywords：CCD；CMOS；DRSCAN；CMOSC3D自从上世纪6o年代末期．美国贝尔实验室提出固态成1CCD与CMoS的组成结构比较像器件概念后，固体图像传感器便得到了迅速发展．成为传感技术中的一个重要分支．它是PC机多媒体不可缺少的外1．1CCD与CM0S的组成结构设，也是监控中的核心器件。在制造上，CCD和CMOS的主要区别主要是CCD是集互补金属氧化物

7、半导体CMOS(ComplementaryMeta1．成在半导体单晶材料上．而CMOS是集成在被称为金属氧OxideSemiconductor)图像传感器与电荷耦合器件CCD化物的半导体材料上。其工作原理都是利用感光二极管(ChargeCoupledDevice)图像传感器的研究几乎是同时起步，(Photodiode)进行光电转换。这种转换的原理与太阳能电子计但由于受当时工艺水平的限制，CM0S图像传感器图像质量算机的太阳能电池效应相近。光线越强，电力越强IlI。反之，光差、分辨率低、噪声降不下来和光照灵敏度不够．因而没有得线越弱，电力也越

8、弱。根据此原理将图像转换为数字数据。而到重视和发展。其主要差异是数字数据传送的方式不同翻。简易结构图如图l而CCD器件因为有光照灵敏度高、噪音低等优点。一所示。直主宰着图像传感器