Một cảm biến CMOS kết hợp bộ khuếch đại, bộ chuyển đổi ADC và mạch cho quá trình xử lý bổ sung, trong khi đó ở một máy ảnh với cảm biến CCD, nhiều chức năng xử lý tín hiệu được thực hiện ngoài cảm biến. Cảm biến CMOS có mức tiêu thụ điện năng thấp hơn so với cảm biến hình ảnh CCD, có nghĩa là nhiệt độ bên trong máy ảnh hay các thiết bị có thể được giữ thấp hơn. Các vấn đề về nhiệt với cảm biến CCD có thể được giải quyết bằng các nghiên cứu trong thời gian tới, song mặt khác, cảm biến CMOS có thể phải chịu nhiều nhiễu từ cấu trúc. Một cảm biến CMOS cho phép 'windowing' và đa xem trực tuyến,điều mà không thể được thực hiện với một CCD cảm biến. Một cảm
33
biến CCD thường có một điện áp chuyển đổi mỗi cảm biến, trong khi một bộ cảm biến CMOS có một trên mỗi pixel. Đầu đọc nhanh hơn từ một cảm biến CMOS làm cho nó dễ dàng hơn để sử dụng cho đa-megapixel trong máy ảnh. Tiến bộ công nghệ gần đây đã loại trừ sự khác biệt về độ nhạy sáng giữa một CCD và cảm biến CMOS với một mức giá nhất định.
Cảm biến CCD vẫn thường lựa chọn những ứng dụng trong đó chất lượng hình ảnh là những yêu cầu chính.
CCD được cải thiện với hiệu suất lượng tử đạt 85% và 16bit dải động.
Cảm biến CMOS có giá rẻ hơn nhiều, sản xuất số lượng lớn(hơn 90 %) trong điện thoại di động, đồ chơi, máy ảnh giá rẻ.
Những lợi thế khác của bộ cảm biến CMOS là chúng tiêu thụ ít điện hơn và có thể kết hợp những mạch khác trên cùng chip. Những tính năng bổ sung của loại chip này
Mô tả CCD CMOS Thành phần Cảm biến + Chip hỗ trợ quang học + Thành phần quang học Cảm biến + Chip hỗ trợ quang học
Tốc độ Trung bình đến nhanh Nhanh
Độ nhạy Cao Thấp
Nhiễu Thấp Trung bình
Độ phức tạp hệ thống Cao Thấp
Độ phức tạp cảm biến Thấp Cao
Đầu ra Tín hiệu tương tự Tín hiệu số
Tín hiệu điểm ảnh Điện tử Điện thế
Xung clock Đa xung nhịp Đơn xung nhịp
34
có thể bao gồm bộ chuyển đổi tương tự - số, tính năng điều khiển camera, nén hình ảnh hay chống rung.
Tuy nhiên, những mạch bổ sung này sử dụng không gian bình thường được sử dụng cho thiết bị đo sáng. Điều này làm cho bộ cảm biến kém nhậy sáng hơn, tạo ra những bức ảnh chất lượng thấp hơn khi chụp ở trong nhà hoặc trong những điều kiện thiếu sáng khác.
Hình 18. Xu hướng phát triển của CMOS và CCD
Một CCD điển hình tiêu thụ 2 đến 5W , một chip CMOS thường tiêu thụ 20mW để 50mW
CMOS được phát triển nhanh chóng cũng cho các ứng dụng cao cấp - Bộ cảm biến CMOS đã đạt độ phân giải 12Mpixel
- Thiết kế cải tiến rút ngắn khoảng cách chất lượng - Cải thiện “fill-factor” (hệ thống lấp đầy)
Kết luận chương
Trong chương một đã trình bày một cách chi tiết về các loại cảm biến phổ dụng hiện nay trên thế giới đó là cảm biến CCD và CMOS. Mỗi loại cảm biến này đều có
35
những ưu nhược điểm khác nhau. Tuy nhiên trong khuôn khổ của luận văn, tác giả sẽ đi sâu trình bày chi tiết về loại cảm biến CCD đặc biệt cho camera ở tốc độ cao.
36
CHƯƠNG II. CẢM BIẾN CCD CHO CAMERA TỐC ĐỘ CAO – ISIS CCD
Ở chương này, tác giả xin trình bày về một loại cảm biến CCD đã được phát triển ở Nhât tại phòng thí nghiệm Hydraulic của Giáo sư T. G. Etoh. Cảm biến ISIS-CCD (In situ Storage Image Sensor) được thiết kế dựa trên cấu trúc đặc biệt khi có thêm phần lưu trữ điểm sáng, hình ảnh trước khi được đọc ra ngoài sensor để khuếch đại tín hiệu.
(adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});