选择CMOS图像传感器用于相机系统

在精密成像系统的传感器选择上，你有三个理想选择：微测辐射计、电荷耦合器件（CCD）和CMOS图像传感器模块。基于微测辐射计的系统非常适合精密红外成像，而CCD和CMOS图像传感器模块则非常适合彩色或单色成像。尽管这些传感器在理想应用和优势上有所不同，但每种都能捕捉到高质量的图像。

如果你正在为消费级或工业成像设计一款新产品，并且你将进行大批量生产，CMOS图像传感器可能是最佳选择。让我们来看看在选择高质量CMOS图像传感器用于你下一个成像系统时需要了解的信息。

选择CCD与CMOS图像传感器

CCD和CMOS图像传感器都有彩色和单色品种，每种类型的图像传感器都有很大的不同。CCD成像传感器通常具有更高的灵敏度和较低的噪声，与相同像素大小和密度的CMOS图像传感器相比。在科学应用和极低亮度应用中，CCD图像传感器通常采用皮尔提耶冷却，这样可以减少图像中的噪声并提供非常高的分辨率。CCD还倾向于成本更高，因为它们的生产量比CMOS图像传感器低，简单地说，大多数应用不需要CCD提供的精度级别。

与此相反，CMOS图像传感器的生产使用的是与CMOS集成电路（IC）相同的过程（因此得名）。这些设备成本较低，也倾向于使用较少的电力，但它们也产生更多的噪声和较低的分辨率。CMOS传感器确实提供了更快的电光转换，因此它们可以用于具有高帧率的视频应用。CMOS图像传感器中的噪声可以通过过滤和平均来从捕获的图像中去除。这使得CMOS传感器非常适合消费电子应用，包括物联网和移动设备。

CMOS图像传感器的功能块图

如果你正在为你的下一个产品中的视频或相机模块寻找CMOS图像传感器，以下是一些需要考虑的要点：

• 分辨率。 这是CCD和CMOS图像传感器最广泛引用的性能指标。就像显示模块一样，这些设备有一些指定的分辨率和像素间距。分辨率指的是像素数量，但真正决定图像质量的因素是像素间距（通常以距离单位指定）。像素间距较小的CMOS图像传感器将具有更细的分辨率。当结合像素间距和像素数量时，你可以确定用你的系统收集的图像的视场范围。注意，分辨率有时以百万像素（MP）报价。作为参考，最新最先进的智能手机包含约7 MP图像传感器。
• 背照式照明。 背面照明（BSI）CMOS传感器由于像素架构的变化而具有更高的灵敏度。这些传感器目前用于最新一代的智能手机和在低光条件下必须操作的相机系统中。
• 安装到你的PCB上。 CMOS图像传感器通常作为SMD或穿孔组件安装到PCB上。一些CMOS传感器以芯片形式出现，安装到BGA上。
• 集成。 一些CMOS图像传感器作为片上系统（SoC）打包，并与它们的信号处理块集成。
• 温度稳定性。 与CCD传感器相比，CMOS传感器具有更高的噪声指数。注意，噪声水平随温度增加。
• 红外过滤。 一些CMOS图像传感器包括一层吸收或反射红外光的薄膜材料。你应该检查你的CMOS图像传感器上是否有红外滤镜。
• 动态范围。 像其他传感器一样，这定义了模块在未达到饱和状态下可以提供图像的输入光强度范围。

不同应用的CMOS图像传感器单元

如果你浏览市场，你会看到不同的CMOS图像传感器单元提供了广泛的分辨率范围。某些应用不需要10 MP相机，正如我们将在下面看到的。

Omnivision Technologies OV02686-H38A

Omnivision的OV02686-H38A CMOS图像传感器非常适合预算智能手机、平板电脑、笔记本电脑网络摄像头或其他不一定用于捕捉极其精细图像的设备。这个1600 x 1200像素模块以每秒15帧提供10位RGB颜色图像（10亿独特颜色）。像素大小为1.75微米，提供具有大视场的高分辨率图像。图像感应核心包括一个集成的ADC，使模块占用较小的空间。

Omnivision OV02686-H38A集成CMOS图像传感器模块块图。来自OV02686-H38A产品简介。

Micron MT9V022IA7ATC

MT9V022IA7ATC 彩色CMOS图像传感器具有752 x 480像素，采用52针IBGA封装。该产品针对汽车应用进行市场推广。尽管它的分辨率不如智能手机中使用的典型图像传感器，但它提供了令人印象深刻的100 dB动态范围。该模块还提供了许多标准信号处理功能，配备了集成控制器。在汽车领域的一些应用包括驾驶员疲劳检测、生物识别和碰撞避免。

在不同温度下MT9V022IA7ATC CMOS图像传感器的图像质量。来自MT9V022IA7ATC产品简介。

ON Semiconductor MT9F002I12STCV-DP

如果您正在寻找专业相机的严肃图像质量，MT9F002I12STCV-DP 非常适合捕捉4608 x 3288像素分辨率（即15 MP！）的图像和视频。这款彩色CMOS图像传感器还可以以4:3或16:9的宽高比捕获图像。这款特定的CMOS图像传感器提供与CCD竞争的灵敏度和信噪比，以每秒13帧的速度。集成的ADC提供12位色深，数据以串行或并行形式提供：

MT9F002是一种逐行扫描传感器，以恒定帧率生成像素数据流。它使用片上锁相环（PLL）从单一主输入时钟（运行频率在2至64 MHz之间）生成所有内部时钟。最大输出像素率为串行HiSPi I/F的220 Mp/s和并行I/F的96 Mp/s，相应的像素时钟率分别为220 MHz和96 MHz。 [来源：MT9F002I12STCV-DP数据手册]

静态图像和高清视频捕捉模式。来自MT9F002I12STCV-DP数据手册。

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