主题:图像传感器的PK:CCD和CMOS,谁好?谁差?哪里好?哪里差?
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小树下 发表于 2015-2-3 01:58
原柯达的那家芯片厂,现在依然在做FF的CCD,他们的网页里介绍是提供给高级医疗设备用的。医疗设备的话,精密仪器部分处于恒温工作状态的比较多,也就可以使得该CCD的热噪不会成为大问题。如果用在民用的相机上,可能就麻烦大了,相机厂家也许在保修方面就吃不消,宁可扬弃。


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小树下 发表于 2015-3-14 09:31
向版主申请个帖子的管理权限,就可以重新更改某些内容了,以免不断补充的东西搁在某个楼层而别人粗略浏览那时看不到。

好的。谢谢提醒!已经补充了首贴。 本帖最后由 laopai 于 2015-3-14 16:00 编辑

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桃干仙 发表于 2015-3-14 12:01
双层的原理很简单啊,为何过去想不到?是因为工艺技术不行吗?

cmos的多层工艺是这几年才有的吧。
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laopai 发表于 2015-3-14 11:39
1)在非开口式CMOS中,在每个像素位置,需要占用一定的面积来用作处理电路,因此开口率达不到几乎100%的CCD。在背照式传感器中,像素背面的整个面积都可以用来做光敏二极管接受光线(所以叫“背照式”),因此开口率也和CCD传感器一样接近100%了。而CMOS传感器独有的信号处理电路放在像素正面的单独一层。也就是说,原来器件是一层,感光和信号处理都要占面积;背照式变成两层。一层感光,一层处理信号。

2)在非开口式的CMOS中,由于上述感光和信号处理都要占面积,因此为了提高开口率,尽量增加感光面积,所以信号处理单元就做得极其简化,以尽量减少信号处理电路的面积。有些甚至就只用一个三极管来做放大器。由于半导体工艺的特性,每个放大电路的一致性会比较差,因此形成固定模式噪声(FPN)。在背照式的情况下,每个像素的信号处理电路相对不受面积制约,因此可以做成比较复杂的放大器,比如负反馈放大器。这样,各像素间的一致性会大大改善。从而大大降低固定模式噪声。

3)新进发布的三星NX1是第一部使用背照式cmos传感器的大底(APSC)相机。从国外的初步报道来看,2800万象素的画质基本上和三星自己原来的2000万象素差不多。当然,还要等详细的评测看看比较。

双层的原理很简单啊,为何过去想不到?是因为工艺技术不行吗?
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桃干仙 发表于 2015-3-14 11:02
背照式CMOS是如何解决开口率低和固定噪声的,能详谈一下吗?如果能解决了,就太完美了~~~

1)在非开口式CMOS中,在每个像素位置,需要占用一定的面积来用作处理电路,因此开口率达不到几乎100%的CCD。在背照式传感器中,像素背面的整个面积都可以用来做光敏二极管接受光线(所以叫“背照式”),因此开口率也和CCD传感器一样接近100%了。而CMOS传感器独有的信号处理电路放在像素正面的单独一层。也就是说,原来器件是一层,感光和信号处理都要占面积;背照式变成两层。一层感光,一层处理信号。

2)在非开口式的CMOS中,由于上述感光和信号处理都要占面积,因此为了提高开口率,尽量增加感光面积,所以信号处理单元就做得极其简化,以尽量减少信号处理电路的面积。有些甚至就只用一个三极管来做放大器。由于半导体工艺的特性,每个放大电路的一致性会比较差,因此形成固定模式噪声(FPN)。在背照式的情况下,每个像素的信号处理电路相对不受面积制约,因此可以做成比较复杂的放大器,比如负反馈放大器。这样,各像素间的一致性会大大改善。从而大大降低固定模式噪声。

3)新进发布的三星NX1是第一部使用背照式cmos传感器的大底(APSC)相机。从国外的初步报道来看,2800万象素的画质基本上和三星自己原来的2000万象素差不多。当然,还要等详细的评测看看比较。
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laopai 发表于 2015-3-14 09:25
从2010年写这个帖子,到现在,cmos传感器的最大进步,就是背照式技术的发展。这个首贴没有提及。

首贴的最后提到,和ccd传感器相比,cmos传感器的两个最大问题,是固定模式噪声和因为开口率或者受光率小而导致的灵敏度低。

随着背照式cmos传感器的发展,这两个问题都有根本性的解决了。

背照式CMOS是如何解决开口率低和固定噪声的,能详谈一下吗?如果能解决了,就太完美了~~~
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laopai 发表于 2015-3-14 09:25
从2010年写这个帖子,到现在,cmos传感器的最大进步,就是背照式技术的发展。这个首贴没有提及。

首贴的最后提到,和ccd传感器相比,cmos传感器的两个最大问题,是固定模式噪声和因为开口率或者受光率小而导致的灵敏度低。

随着背照式cmos传感器的发展,这两个问题都有根本性的解决了。


向版主申请个帖子的管理权限,就可以重新更改某些内容了,以免不断补充的东西搁在某个楼层而别人粗略浏览那时看不到。
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从2010年写这个帖子,到现在,cmos传感器的最大进步,就是背照式技术的发展。这个首贴没有提及。

首贴的最后提到,和ccd传感器相比,cmos传感器的两个最大问题,是固定模式噪声和因为开口率或者受光率小而导致的灵敏度低。

随着背照式cmos传感器的发展,这两个问题都有根本性的解决了。
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oldPfans 发表于 2015-3-13 10:41
这年头光说不练的太多了,而且往往是一知半解甚至颠倒黑白、是非不分的

重要的是理论与现实存有差距,玩音响的喜欢留声机、唱片、电子管大有人在,胶片指标远不及现代数码相机还是有帮死忠,喜欢就好。
喜欢胶片,肯定是因为天生基因没有缺陷
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真酒有香 发表于 2015-3-13 16:06
总比你光耍嘴皮子挖苦人好多了。

推荐你本教材《机器视觉算法与应用》,
(德)斯蒂格(Steger,C.),(德)尤里奇(Ulrich,M.)(德)威德曼(Wiedemann,C.)合著。


老兄,没说你什么吧,说的是现在动不动现身说教的坛子风气。咱就是搞光电专业出身,这些原理东西N年前已经吃透,况且话题N久前讨论得差不多,现在再来大张旗鼓就没意思了。

CCD与CMOS实拍各有特点和优势,扬长避短才是我们要做的~

本帖最后由 oldPfans 于 2015-3-13 17:00 编辑

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oldPfans 发表于 2015-3-13 10:41
这年头光说不练的太多了,而且往往是一知半解甚至颠倒黑白、是非不分的

重要的是理论与现实存有差距,玩音响的喜欢留声机、唱片、电子管大有人在,胶片指标远不及现代数码相机还是有帮死忠,喜欢就好。


总比你光耍嘴皮子挖苦人好多了。

推荐你本教材《机器视觉算法与应用》,
(德)斯蒂格(Steger,C.),(德)尤里奇(Ulrich,M.)(德)威德曼(Wiedemann,C.)合著。

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laopai 发表于 2015-3-13 08:58
谢谢提醒!确实如此。

这年头光说不练的太多了,而且往往是一知半解甚至颠倒黑白、是非不分的

重要的是理论与现实存有差距,玩音响的喜欢留声机、唱片、电子管大有人在,胶片指标远不及现代数码相机还是有帮死忠,喜欢就好。 本帖最后由 oldPfans 于 2015-3-13 10:48 编辑

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真酒有香 发表于 2015-3-12 18:25
CMOS还有一个缺点也是有点,即
每一个像素点(感光点)集成一个电路放大器,所以单个像素放大器坏掉后不影响整体成像。
所以坏点可以通过软件方式屏蔽掉。2400万像素点,给你坏个10万点,损坏率不到0.5%,照样
得到很好的图像。
所以好像有个功能叫“阵列(像素)映射”偶尔出现的噪点坏点就消失了。

而CCD,它的电荷传递是一行一行进行传递到外部,最后采用信号统一放大模式。所以良品CCD
是没有坏点的,否则就形成断路,导致出现坏行。

谢谢提醒!确实如此。
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老派 发表于 2010-11-16 15:13
...


第五个年头了
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很久前就讨论得差不多的事儿,最近总是被主观派各种鼓噪
CCD和CMOS分别的优点缺点都是很清晰的,选择自己喜欢或者优点更多的就是了,从技术发展来看,近三四年CMOS突飞猛进,克服了很多本来的缺点,发扬了原来的优点,于是被厂家和用户都更为接受罢了
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CMOS还有一个缺点也是有点,即
每一个像素点(感光点)集成一个电路放大器,所以单个像素放大器坏掉后不影响整体成像。
所以坏点可以通过软件方式屏蔽掉。2400万像素点,给你坏个10万点,损坏率不到0.5%,照样
得到很好的图像。
所以好像有个功能叫“阵列(像素)映射”偶尔出现的噪点坏点就消失了。

而CCD,它的电荷传递是一行一行进行传递到外部,最后采用信号统一放大模式。所以良品CCD
是没有坏点的,否则就形成断路,导致出现坏行。
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挖个坟。
某些个一知半解的人就不要给专业认识“科普”了。
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小小的差异可以后期弥补吗?话说我的富士机被我毁了,我觉得有点小小遗憾,不过我买了单反,算了。让ccd成为过去吧
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小树下 发表于 2015-02-02 17:58
原柯达的那家芯片厂,现在依然在做FF的CCD,他们的网页里介绍是提供给高级医疗设备用的。医疗设备的话,精密仪器部分处于恒温工作状态的...

目前的ccd电视摄像机,广播级的依然用ccd。大约在1990年代,当时抗热噪声的新技术是每片ccd后面贴一块半导体冷却片。后来这种技术几乎成为广播级摄像机的标配。
反观ft技术,商业化的电视摄像机只有飞利浦(现在被gv合并)才采用。缺点是需要有旋转的同步遮光快门,好处是帧转移,每个像素开口率最大,暗部黑噪声最小。拍一个黑白影像,真正的黑白,没有it和fit隐约的彩色噪声。
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大约1968年开始国内制作fet场效应管,有mos工艺也有双结型工艺。这算是当时高精尖项目,其中mos的fet管壳都是镀金防止辐射击穿的。

结果因为工艺,好多都是废品,于是就拿管壳继续融金。
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cyun 发表于 2015-2-3 01:37
对宇宙射线的容限,mos器件远比双极型器件差。在地球电离层内基本无差别。


原柯达的那家芯片厂,现在依然在做FF的CCD,他们的网页里介绍是提供给高级医疗设备用的。医疗设备的话,精密仪器部分处于恒温工作状态的比较多,也就可以使得该CCD的热噪不会成为大问题。如果用在民用的相机上,可能就麻烦大了,相机厂家也许在保修方面就吃不消,宁可扬弃。

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小树下 发表于 2014-08-01 04:11
嘿嘿,娜莎裝在火星车上的两台截幅CCD相机,已被扔上火星N个月啦。可是,CMOS的相机呢?似乎还没享受到这般的礼遇,所以嘛:谁好?谁差?哪里...

对宇宙射线的容限,mos器件远比双极型器件差。在地球电离层内基本无差别。
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laopai 发表于 2015-2-1 22:19
。。。自我得意一下。。。

派叔自己动手丰衣挖坟
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laopai 发表于 2015-2-1 22:19
。。。自我得意一下。。。


CCD自身容易发热这种情况,使得热噪问题成了它目前继续研发下去的最大障碍。也许出现某种技术可克服掉热噪难题、又有某些方面确实需要CCD来做得更加好那时,CCD又会重新被起用的。
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技术的进步和成本的控制,ccd终究还是没落了么?还有可能再出现用ccd的新机嘛

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老派 发表于 2013-11-17 20:10
ccd貌似没啥长进。中幅上没有太大的变化。估计cmos早晚也得出现在中幅上。

。。。自我得意一下。。。
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这帖子发帖之时,还没有“背照式”传感器呢。
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asia4u 发表于 2014-8-1 07:16
k5 和k200d两者我都留着,反正都不值钱了,这是背景
我相信cmos的进步,但搞不清为什么k5没有没有以前k200d在中高色阶舒服的过度了
尝试不说太虚的描述吧:k5在rgb色阶230-255这段过度,就像本来想耐心地从耐心交代细节突然变到糊弄溢出完事似的,这个过度太不顺利自然了

就K20那个狗屎宽容度,K5的200在K20那里早就255了
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嘿嘿,娜莎裝在火星车上的两台截幅CCD相机,已被扔上火星N个月啦。可是,CMOS的相机呢?似乎还没享受到这般的礼遇,所以嘛:谁好?谁差?哪里好?哪里差? 本帖最后由 小树下 于 2014-8-1 12:12 编辑

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