物联网之CCD/CMOS图像传感器辨析

物联网有三个特征：一是全面感知，即利用RFID，传感器等技术获取物体的深度信息；二是可靠传输，通过通信网与互联网，将物体的信息数据传输出去；三是智能处理，运用云计算，模糊识别等各种智能计算技术，对海量的数据和信息进行分析和处理，对物体实行智能化的控制。

图像传感器，是全面感知的重要组成部分。根据元件的不同，可分为CCD（Charge Coupled Device，电荷耦合元件）和CMOS（ComplementaryMetal-Oxide Semiconductor，金属氧化物半导体元件）两大类。

CMOS与CCD的区别：

1、成像。CCD与CMOS图像传感器光电转换的原理相同，最主要的差别在于信号的读出过程不同。由于CCD仅有一个（或少数几个）输出节点统一读出，其信号输出的一致性非常好；而CMOS芯片中，每个像素都有各自的信号放大器，各自进行电荷-电压的转换，其信号输出的一致性较差。但是CCD为了读出整幅图像信号，要求输出放大器的信号带宽较宽，而在CMOS 芯片中，每个像元中的放大器的带宽要求较低，大大降低了芯片的功耗，这就是CMOS芯片功耗比CCD要低的主要原因。

2、集成。从制造工艺的角度看，CCD中电路和器件是集成在半导体单晶材料上，工艺较复杂，世界上只有少数几家厂商能够生产CCD晶元，如DALSA、SONY、松下等。CCD仅能输出模拟电信号，需要后续的地址译码器、模拟转换器、图像信号处理器处理，并且还需要提供三组不同电压的电源同步时钟控制电路，集成度非常低。而CMOS是集成在被称作金属氧化物的半导体材料上，集成度很高，这种工艺与生产数以万计的计算机芯片和存储设备等半导体集成电路的工艺相同，因此生产CMOS的成本相对CCD低很多。随着CMOS成像技术的不断发展，有越来越多的公司可以提供高品质的CMOS成像芯片，包括：Micron、 CMOSIS、Cypress等。

3、速度。CCD采用逐个光敏输出，只能按照规定的程序输出，速度较慢。CMOS有多个电荷—电压转换器和行列开关控制，读出速度快很多。此外CMOS 的地址选通开关可以随机采样，实现子窗口输出，在仅输出子窗口图像时可以获得更高的速度。

4、噪声。CCD技术发展较早，比较成熟，采用PN结或二氧化硅（SiO2