车载摄像头CCD与COMS的分类

 

    CCD与CMOS按成像过程可以分为2大类：动态（fast scan）和静态（slow scan）；按应用场合不同可以分为专业级和民用级。常见的视频聊天摄像头（如罗技）与各种数字相机使用的分别是民用级动态和静态CCD/CMOS。

 

 

 

    评价CCD的基本指标

 

    主要包括像素值、信噪比、冷却温度等

 

    信噪比（SNR）

 

    信噪比真实体现摄像头的检测能力。所有的CCD摄像头的厂家为提高摄像头的性能，都尽力使信号（可达到满井电子的数目）最大同时尽可能减少噪音。

 

    SNR=满井电子/噪音电子=动态范围=最大灰阶=2bit数

 

    在相同满井电子的CCD，降低CCD噪音，就能提高CCD的监测能力，热或者暗电流对于CCD都是噪音，噪音在Cool CCD基本都可以被深度致冷的Peltier消除。在曝光超过5-10秒，CCD芯片就会发热，没有致冷设备的芯片，“热”或者白的像素点就会遮盖图像，图像到处可见雪花。-20°C的摄像头可以拍摄高达5分钟的图像，-40°C的摄像头拍摄时间可以超过1小时。

 

CCD的成像原理

 

    CCD成像的过程是这样的：CCD表面被覆的硅半导体光敏元件捕获光子后产生光生电子，这些电子先被积蓄在CCD下方的绝缘层中，然后由控制电路以串行的方式导出到模数电路中，再经过DSP等成像电路形成图像。fast scan 和slow scan最大的区别就在于光生电子导出的速度和电路系统上不同。fast scan 导出电子的频率非常快，以便能达到视频级的刷新率，但这将导致电子丢失、噪声增多、光生电子清空不彻底；而slow scan 则相反，它的电路设计重在对光生电子积蓄的保护上，导出的频率不高，但保证传出过程中电子丢失和损耗降到极小，它的模数转换器动态范围和灵敏度极高，保证了信号转换过程不失真，同时为了减低热效应产生的噪声，一般使用Cooling 系统降温。

 

  从CCD感光层的材料和面积开始、到光生电子的积蓄、到电子的导出电路、传输电路、模数转换电路、图像显示电路、Cooling电路，每一步专业级科研摄像头的工艺都和民用级的不同，成本都在几十倍到几百倍以上。目的只有一个，专业级摄像头能尽可能完整的采集到所有的光信号。一般来说，民用级摄像头或数码相机只能反映50%以下的光信号。

 

    CCD结构设计、数字化的方法等都会影响噪音的产生。通过改善结构、优化方法，同样能减少噪音的产生。

 

    像素面积

 

    是在芯片的一个重要指标。面积越大、对光越灵敏。