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CMOS彩色图像传感器原理及驱动电路

资料介绍
CMOS彩色图像传感器原理及驱动电路_一_电子报/2006 年/6 月/18 日/第 013 版 资料(开发)

CMOS 彩色图像传感器原理及驱动电路(一)
成都 胥绍禹

CMOS 图像传感器和 CCD 图像传感器一样,都是将光信号转换为电信号的半导体器件,但 CCD 的生产是专门的制造工程,而 CMOS 却是成熟的大规模集成电路生产工艺,因而可将驱动、 A-D 转换等信号处理电路都集成在传感器基片上;另外,CMOS 可用低电压单电源工作,耗电 小,在便携式视频产品(手机等)中有广泛用途。 图 1 是东芝 TCM5023ALUCMOS 图像传感器的构造截面图,它是与光学透镜一体化的产品。 其光学尺寸为 1/7 英寸(2mm×1×6mm) ,约 11 万像素。

一、CCD 和 CMOS 的区别 图 2 是 CCD 和 CMOS 图像传感器的内部结构。虽然两者都具有把光转换为电荷的光敏二极 管(像素) ,以及把电荷转换为电压的电荷检出用放大器,但传输像素的手段却各不相同。CCD 是把各像素点产生的电荷依次用势阱接力传送 (水桶传递方式) , 并在出口转换为电压。 而 CMOS 是每一个像素点各用一个放大器立刻把电荷转换为电压,然后利用 MOS 开关依次切换输出。

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CCD 灵敏度高,有良好的信噪比(S/N) ,因而成像质量高,但如果 CCD 面对像电灯那样 的强光,就会在图像上产生纵向亮线而影响图像质量;而 CMOS 具有低电压、低功耗、单电源工 作的优点,且无上述亮线干扰。表 1 是 CCD 和 CMOS 图像传感器的特性比较。

图 3 是 CCD 和 CMOs 图像传感器的驱动电路框图。在 CCD 的外部,必须附加产生时钟脉冲 的同步发生器和时序发生器、改变脉冲振幅驱动器、噪声去除电路(CDS)和自动增益控制电路 (AGC)以及 A-D 转换电路,此外还需要三种不同电压的工作电源。但对于……
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