ccd和cmos区别和优点 图像传感器

CCD与CMOS优点和缺点

CCD：电荷藕合器件图像传感器CCD（Charge Coupled Device），它使用一种高感光度的半导体材料制成，

能把光线转变成电荷，通过模数转换器芯片转换成数字信号，数字信号经过压缩以后由相机内部的闪速存储器或内置硬盘卡保存，因而可以轻而易举地把数据传输给计算机，并借助于计算机的处理手段，根据需要和想像来修改图像。CCD由许多感光单位组成，通常以百万像素为单位。当CCD表面受到光线照射时，每个感光单位会将电荷反映在组件上，所有的感光单位所产生的信号加在一起，就构成了一幅完整的画面。

CMOS：互补性氧化金属半导体CMOS（Complementary Metal-Oxide Semiconductor）和CCD一样同为在

数码相机中可记录光线变化的半导体。CMOS的制造技术和一般计算机芯片没什么差别，主要是利用硅和锗这两种元素所做成的半导体，使其在CMOS上共存着带N（带–电） 和 P（带+电）级的半导体，这两个互补效应所产生的电流即可被处理芯片纪录和解读成影像。

CMOS的缺点:就是太容易出现杂点, 这主要是因为早期的设计使CMOS在处理快速变化的影像时，由于

电流变化过于频繁而会产生过热的现象。在相同分

CCD图像传感器

CCD（Charge Coupled Device）全称为电荷耦合器件，是70年代发展起来的新型半导体器件。它是在MOS集成电路技术基础上发展起来的，为半导体技术应用开拓了新的领域。它具有光电转换、信息存贮和传输等功能，具有集成度高、功耗小、结构简单、寿命长、性能稳定等优点，故在固体图像传感器、信息存贮和处理等方面得到了广泛的应用。CCD图像传感器能实现信息的获取、转换和视觉功能的扩展，能给出直观、真实、多层次的内容丰富的可视图像信息，被广泛应用于军事、天文、医疗、广播、电视、传真通信以及工业检测和自动控制系统。实验室用的数码相机、光学多道分析器等仪器，都用了CCD作图象探测元件。

一个完整的CCD器件由光敏单元、转移栅、移位寄存器及一些辅助输入、输出电路组成。CCD工作时，在设定的积分时间内由光敏单元对光信号进行取样，将光的强弱转换为各光敏单元的电荷多少。取样结束后各光敏元电荷由转移栅转移到移位寄存器的相应单元中。移位寄存器在驱动时钟的作用下，将信号电荷顺次转移到输出端。将输出信号接到示波器、图象显示器或其它信号存储、处理设备中，就可对信号再现或进行存储处理。由于CCD光敏元可做得很小（约10um），所以它的图象分辨率很高

CMOS图像传感器及噪声研究综述

13210720146

刘宗宗

摘要

目前，图像传感器市场主要有CMOS图像传感器和CCD图像传感器。CCD图像传感器由于其较高的填充因子FF(Fill Factor)和较低的固定模式躁声FPN(Fix Pattern Noise)已经得到广泛的应用，但因其存在着多电压，高功耗，低速度，难与CMOS集成等缺点，限制了它的应用，特别是在要求低电压低功耗的移动设备中应用。CMOS图像传感器上世纪60年代就已经出现，但因工艺和技术原因，存在严重的噪声问题，性能不够完善严重影响图像质量还被废弃。但自20世纪90年代以来进人世纪年代,由于对小型化、低功耗和低成本成像系统消费需要的增加, 芯片制造技术和信号处理技术的发展,为新一代低噪声、优质图像和高彩色还原度的CMOS传感器的开发铺平了道路, CMOS传感器的性能因此大大提高, CMOS图像传感器成为固体图像传感器的研究开发热点。

但在光线较暗条件下，CMOS图像传感器的噪声问题比较突出，这与器件和工艺本身关系较大。对于CMOS图像传感器噪声的研究有助于解决其不足，以保证其优势可以发挥，无论是对噪声的抑制，还是对器件工艺改进的引导都有较大意义。图像传感

摘 要

以飞思卡尔公司的16位微控制器MC9S12DGl28作为核心控制单元，设计了智能循线汽车控制系统的软硬件，主要包括传感器选型及信号采集处理、电机和舵机的控制等部分。采用CMOS传感器作为信息采集模块，安装在小车前部，检测白色跑道上的黑色引导线。根据黑线的位置，通过所设计的电路和程序对传感器信号进行采集处理。从而获取车模相对赛道的偏移量、方向、速度等信息。通过编写控制程序，产生PWM脉冲信号，对模型车转向舵机以及驱动电机进行控制。最后完成了智能车工程制作及调试，并实现车模能够沿着赛道高速稳定地行驶。

关键字：智能汽车；CMOS传感器；MC9S12DGl28；控制

毕 业 设 计 说 明 书

Abstract

Using 16bit Freescale microcontroller MC9S12DGl28 as the electmnic control unit(MCU)，this paper designed and developed a smart car which tracks a black line on the white

TC237B型CCD图像传感器的原理及应用

－１６－

●电路与设计

《国外电子元器件》２００６年第８期２００６年８月

ＴＣ２３７Ｂ型ＣＣＤ图像传感器的原理及应用

何炜燊，郑黎明

（汕头大学机械电子工程系，广东汕头５１５０６３）

摘要：ＴＣ２３７Ｂ是美国德州仪器（ＴＩ）公司生产的黑白电荷耦合器件（ＣＣＤ）图像传感器。详细介绍

ＴＣ２３７的主要特点，引脚功能和结构原理，最后给出ＴＣ２３７Ｂ在嵌入式图像采集系统中的具体应用

实例。关

键

词：ＣＣＤ；图像传感器；ＴＣ２３７Ｂ；图像采集

文献标识码：Ｂ

文章编号：１００６－６９７７（２００６）０８－００１６－０３

中图分类号：ＴＮ３８６．５

ＰｒｉｎｃｉｐｌｅａｎｄｉｔｓａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆＣＣＤｉｍａｇｅｓｅｎｓｏｒＴＣ２３７Ｂ

ＨＥＷｅｉ－ｓｈｅｎ，ＺＨＥＮＧＬｉ－ｍｉｎｇ

（ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＭｅｃｈａｔｒｏｎｉｃｓ，ＳｈａｎｔｏｕＵｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈａｎｔｏｕ５１５０６３，Ｃｈｉｎａ）

Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＴＣ２３７Ｂｉｓａｋｉｎｄｏｆｂｌａｃｋ－ｗｈｉｔｅＣＣＤｉｍａｇｅｓｅｎｏｒｐｒｏｄｕｃｅｄｂｙＴＩ．Ｔｈｅｍａｉｎｆｅａｔｕｒｅｓ，ｐｉｎ

ｆｕｎｃｔｉｏｎａｎｄｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｐｒｉｎｃｉｐｌｅｏｆＴ

CMOS图像传感器的基本原理及设计

CMOS图像传感器的基本原理及设计考虑

1、引言

20世纪70年代,CCD图像传感器和CMOS图像传感器同时起步。CCD图像传感器由于灵敏度高、噪声低,逐步成为图像传感器的主流。但由于工艺上的原因,敏感元件和信号处理电路不能集成在同一芯片上,造成由CCD图像传感器组装的摄像机体积大、功耗大。CMOS图像传感器以其体积小、功耗低在图像传感器市场上独树一帜。但最初市场上的CMOS图像传感器,一直没有摆脱光照灵敏度低和图像分辨率低的缺点,图像质量还无法与CCD图像传感器相比。

如果把CMOS图像传感器的光照灵敏度再提高5倍～10倍,把噪声进一步降低,CMOS图像传感器的图像质量就可以达到或略微超过CCD图像传感器的水平,同时能保持体积小、重量轻、功耗低、集成度高、价位低等优点,如此,CMOS图像传感器取代CCD图像传感器就会成为事实。

由于CMOS图像传感器的应用,新一代图像系统的开发研制得到了极大的发展,并且随着经济规模的形成,其生产成本也得到降低。现在,CMOS图像传感器的画面质量也能与CCD图像传感器相媲美,这主要归功于图像传感器芯片设计的改进,以及亚微米和深亚微米级设计增加了像素内部的新功能。

实际上,更确切地说,C

TC237B型CCD图像传感器的原理及应用

－１６－

●电路与设计

《国外电子元器件》２００６年第８期２００６年８月

ＴＣ２３７Ｂ型ＣＣＤ图像传感器的原理及应用

何炜燊，郑黎明

（汕头大学机械电子工程系，广东汕头５１５０６３）

摘要：ＴＣ２３７Ｂ是美国德州仪器（ＴＩ）公司生产的黑白电荷耦合器件（ＣＣＤ）图像传感器。详细介绍

ＴＣ２３７的主要特点，引脚功能和结构原理，最后给出ＴＣ２３７Ｂ在嵌入式图像采集系统中的具体应用

实例。关

键

词：ＣＣＤ；图像传感器；ＴＣ２３７Ｂ；图像采集

文献标识码：Ｂ

文章编号：１００６－６９７７（２００６）０８－００１６－０３

中图分类号：ＴＮ３８６．５

ＰｒｉｎｃｉｐｌｅａｎｄｉｔｓａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆＣＣＤｉｍａｇｅｓｅｎｓｏｒＴＣ２３７Ｂ

ＨＥＷｅｉ－ｓｈｅｎ，ＺＨＥＮＧＬｉ－ｍｉｎｇ

（ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＭｅｃｈａｔｒｏｎｉｃｓ，ＳｈａｎｔｏｕＵｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈａｎｔｏｕ５１５０６３，Ｃｈｉｎａ）

Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＴＣ２３７Ｂｉｓａｋｉｎｄｏｆｂｌａｃｋ－ｗｈｉｔｅＣＣＤｉｍａｇｅｓｅｎｏｒｐｒｏｄｕｃｅｄｂｙＴＩ．Ｔｈｅｍａｉｎｆｅａｔｕｒｅｓ，ｐｉｎ

ｆｕｎｃｔｉｏｎａｎｄｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｐｒｉｎｃｉｐｌｅｏｆＴ

实验五 气敏传感器实验

实 验 目 的：了解气敏传感器的原理与应用。

所 需 单 元：直流稳压电源、差动放大器、电桥、F/V表、MQ3气敏传感器、主、副电源。

旋钮初始位置：直流稳压电源±4V档、F/V表置2V档、差动放大器增益置最小、电桥单元中的W1逆时

针旋到底、主、副电源关闭。

实 验 步 骤：1.仔细阅读后面附上的“使用说明”，差动放大器的输入端 (+)、(-) 与地短接，开启主、副

电源，将差动放大器输出调零。

2．关闭主、副电源 ，按图4接线。

图 4

3．开启主、副电源，预热约5分钟，用浸有酒精的棉球靠近传感器，并轻轻吹气使酒精挥

发并进入传感器金属网内，同时观察电压表的数值变化，此时电压读数 。它反映了传感器AB两端间的电阻随着 发生了变化。说明MQ3检测到了酒精气体的存在与否，如果电压表变化不够明显，可适当调大“差动放大器”增益。

思 考 题：如果需做成一个酒精气体报警器，你认为还需采取哪些手段？ 提 示：1.需进行浓度标定；

2.在电路上还需增加??。

1

附： MQ系列气敏元件使用说明

一、特点

1．具有很高的灵敏度

令狐采学创作

汽车传感器的种类和作用

令狐采学

汽车传感器把汽车运行中各种工况信息，如车速、各种介质的温度、发动机运转工况等，转化成电讯号输给计算机，以便发动机处于最佳工作状态。

车用传感器很多，判断传感器出现的故障时，不应只考虑传感器本身，而应考虑出现故障的整个电路。因此，在查找故障时，除了检查传感器之外，还要检查线束、插接件以及传感器与电控单元之间的有关电路。下面我们来认识一下汽车上的主要传感器。

空气流量传感器

空气流量传感器是将吸入的空气转换成电信号送至电控单元（ecu），作为决定喷油的基本信号之一。根据测量原理不同，可以分为旋转翼片式空气流量传感器（丰田previa旅行车）、卡门涡游式空气流量传感器（丰田凌志ls400轿车）、热线式空气流量传感器（日产千里马车用vg30e发动机和国产天津三峰客车tj6481aq4装用的沃尔沃b230f发动机）和热膜式空气流量传感器四种型式。前两者为体积流量型，后两者为质

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量流量型。目前主要采用热线式空气流量传感器和热膜式空气流量传感器两种。

进气压力传感器

进气压力传感器可以根据发动机的负荷状态测出进气歧管内的绝对压力，并转换成电信号和转速信号一起送入计算机，作为决定喷油器基本喷油量的依据。国

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汽车传感器的种类和作用

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汽车传感器把汽车运行中各种工况信息，如车速、各种介质的温度、发动机运转工况等，转化成电讯号输给计算机，以便发动机处于最佳工作状态。

车用传感器很多，判断传感器出现的故障时，不应只考虑传感器本身，而应考虑出现故障的整个电路。因此，在查找故障时，除了检查传感器之外，还要检查线束、插接件以及传感器与电控单元之间的有关电路。下面我们来认识一下汽车上的主要传感器。

空气流量传感器

空气流量传感器是将吸入的空气转换成电信号送至电控单元（ecu），作为决定喷油的基本信号之一。根据测量原理不同，可以分为旋转翼片式空气流量传感器（丰田previa旅行车）、卡门涡游式空气流量传感器（丰田凌志ls400轿车）、热线式空气流量传感器（日产千里马车用vg30e发动机和国产天津三峰客车tj6481aq4装用的沃尔沃b230f发动机）和热膜式空气流量传感器四种型式。前两者为体积流量型，后两者为质

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量流量型。目前主要采用热线式空气流量传感器和热膜式空气流量传感器两种。

进气压力传感器

进气压力传感器可以根据发动机的负荷状态测出进气歧管内的绝对压力，并转换成电信号和转速信号一起送入计算机，作为决定喷油器基本喷油量的依据。国