监控摄像机核心部件CCD芯片之市场分析

2011-07-12 10:45:17来源: 中国安防展览网

    CCD是ChargeCoupledDevice(电荷耦合器件)的缩写,它是一种半导体成像器件,因而具有灵敏度高、抗强光、畸变小、体积小、寿命长、抗震动等优点。对于监控摄像机来说,CCD是最核心的部件,相当于监控摄像机的眼睛。现阶段CCD芯片市场如何?

    按照成像色彩、分辨率、灵敏度以及靶面尺寸的不同有不同的分类。一般来说,大的CCD芯片,其相应的象素面积也较大,接收所摄光的面积增大,必然使象素输出电荷增多,灵敏度上升,在弱光条件下具有较好的拍摄能力,容易使摄像机整体质量提高,图像细部明显细腻自然。而光学系统聚焦影像时的焦平面越小,则成像过程中丢失的细节就越多,得到的影像放大后细部过渡就可能有突变的现象,显得不自然。

    另外小尺寸CCD拥有更多的象素和更高的分辨率也会导致单个像素的感光面积缩小,有曝光不足的可能。单个像素的面积越小,其感光性能越低,信噪比越低,动态范围越窄。每个象素上的信息趋于与在它附近的象素的信息混合(在电子学上这个概念叫做色度亮度干扰)。

    CCD与CMOS的比较

    互补性氧化金属半导体CMOS(ComplementaryMetal-OxideSemiconductor)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。然而,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。

CCD与CMOS不同工作原理

    由两种感光器件的工作原理可以看出,CCD的优势在于成像质量好,但是由于制造工艺复杂,只有少数的厂商能够掌握,所以导致制造成本居高不下,特别是大型CCD,价格非常高昂。

    在相同分辨率下,CMOS价格比CCD便宜,但是CMOS器件产生的图像质量相比CCD来说要低一些。CMOS感应器则作为低端产品应用于一些摄像头上。

    CMOS影像传感器的优点之一是电源消耗量比CCD低,CCD为提供优异的影像品质,付出代价即是较高的电源消耗量,为使电荷传输顺畅,噪声降低,需由高压差改善传输效果。但CMOS影像传感器将每一画素的电荷转换成电压,读取前便将其放大,利用3.3V的电源即可驱动,电源消耗量比CCD低。
   
    CMOS影像传感器的另一优点,是与周边电路的整合性高,可将ADC与讯号处理器整合在一起,使体积大幅缩小,例如,CMOS影像传感器只需一组电源,CCD却需三或四组电源,由于ADC与讯号处理器的制程与CCD不同,要缩小CCD套件的体积很困难。但目前CMOS影像传感器首要解决的问题就是降低噪声的产生,未来CMOS影像传感器是否可以改变长久以来被CCD压抑的宿命,往后技术的发展是重要关键。

    CCD的市场现状

    CCD更接近于人眼对视觉的工作方式。只不过,人眼的视网膜是由负责光强度感应的杆细胞和色彩感应的锥细胞,分工合作组成视觉感应。CCD经过长达三十多年的发展,大致的形状和运作方式都已经定型。CCD的组成主要是由一个类似马赛克的网格、聚光镜片以及垫于最底下的电子线路矩阵所组成。目前有能力生产CCD的公司分别为:SONY、Philps、Kodak、Matsushita、Fuji和Sharp,大半是日本厂商。我国监控摄像机使用的CCD大多是日本制造的。前段时间日本地震,日本SONY、Sharp等厂商受到影响,我国监控摄像机的价格就随之上涨。 

    21世纪,世界进入了信息时代,数字化、计算机化、通讯、电视融为一体的网络化即将成为现实,让人们去面对、去学习、去研究。从整个系统来讲,CCD摄像机是核心的元件之一,但由于我国CCD摄像机制造技术和CCD传感器生产线正处于发展和不断完善的阶段,因此,目前我国CCD产业亟待发展,才能适应市场的需求。随着我国经济的高速增长,信息产业化进程的加快,CCD摄像机的市场会越来越大,应用的领域将深入到每一个相关的专业领域,将给人们带来新的概念。 

关键字:监控摄像机  CCD芯片

编辑:赵思潇 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/afdz/2011/0712/article_3852.html
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