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關(guān)于日本OMRON歐姆龍圖像傳感器的工作原理及優(yōu)點(diǎn)
OMRON圖像傳感器是利用光電器件的光電轉(zhuǎn)換功能將感光面上的光像轉(zhuǎn)換為與光像成相應(yīng)比例關(guān)系的電信號。與光敏二極管，光敏三極管等“點(diǎn)"光源的光敏元件相比，OMRON圖像傳感器是將其受光面上的光像，分成許多小單元，將其轉(zhuǎn)換成可用的電信號的一種功能器件。OMRON圖像傳感器分為光導(dǎo)攝像管和固態(tài)OMRON圖像傳感器。與光導(dǎo)攝像管相比，固態(tài)OMRON圖像傳感器具有體積小、重量輕、集成度高、分辨率高、功耗低、壽命長、價格低等特點(diǎn)。因此在各個行業(yè)得到了廣泛應(yīng)用。
CCD是應(yīng)用在攝影攝像方面的技術(shù)元件，CMOS則應(yīng)用于較低影像品質(zhì)的產(chǎn)品中，它的優(yōu)點(diǎn)是制造成本較CCD更低，功耗也低得多，這也是市場很多采用USB接口的產(chǎn)品無須外接電源且價格便宜的原因。盡管在技術(shù)上有較大的不同，但CCD和CMOS兩者性能差距不是很大，只是CMOS攝像頭對光源的要求要高一些，但該問題已經(jīng)基本得到解決。CCD元件的尺寸多為1/3英寸或者1/4英寸，在相同的分辨率下，宜選擇元件尺寸較大的為好。OMRON圖像傳感器又叫感光元件。
OMRON圖像傳感器，或稱感光元件，是一種將光學(xué)圖像轉(zhuǎn)換成電子信號的設(shè)備，它被廣泛地應(yīng)用在數(shù)碼相機(jī)和其他電子光學(xué)設(shè)備中。早期的OMRON圖像傳感器采用模擬信號，如攝像管（video camera tube）。隨著數(shù)碼技術(shù)、半導(dǎo)體制造技術(shù)以及網(wǎng)絡(luò)的迅速發(fā)展，市場和業(yè)界都面臨著跨越各平臺的視訊、影音、通訊大整合時代的到來，勾劃著未來人類的日常生活的美景。以其在日常生活中的應(yīng)用，無疑要屬數(shù)碼相機(jī)產(chǎn)品，其發(fā)展速度可以用日新月異來形容。短短的幾年，數(shù)碼相機(jī)就由幾十萬像素，發(fā)展到400、500萬像素甚至更高。數(shù)碼相機(jī)不僅在發(fā)達(dá)的歐美國家已經(jīng)占有很大的市場，就是在發(fā)展中的中國，數(shù)碼相機(jī)的市場也在以驚人的速度在增長，因此，其關(guān)鍵零部件——OMRON圖像傳感器產(chǎn)品就成為當(dāng)前以及未來業(yè)界關(guān)注的對象，吸引著眾多廠商投入。以產(chǎn)品類別區(qū)分，OMRON圖像傳感器產(chǎn)品主要分為CCD、CMOS以及CIS傳感器三種。本文將主要簡介CCD以及CMOS傳感器的技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀。
感光器件是工業(yè)攝像機(jī)最為核心的部件，OMRON圖像傳感器有CMOS和CCD兩種。CCD*的工藝，具有低照度效果好、信噪比高、通透感強(qiáng)、色彩還原能力佳等優(yōu)點(diǎn)，在交通、醫(yī)療等領(lǐng)域中廣泛應(yīng)用。由于其成像方面的優(yōu)勢，在很長時間內(nèi)還會延續(xù)采用，但同時由于其成本高、功耗大也制約了其市場發(fā)展的空間。
CCD與CMOS在不同的應(yīng)用場景下各有優(yōu)勢，但隨著CMOS工藝和技術(shù)的不斷提升，以及CMOS價格的不斷下降，相信在安防行業(yè)高清攝像機(jī)未來的發(fā)展中，CMOS將占據(jù)越來越重要的地位。
CCD（Charged Coupled Device）于1969年在貝爾試驗(yàn)室研制成功，之后由日商等公司開始量產(chǎn)，其發(fā)展歷程已經(jīng)將近30多。CCD又可分為線型（Linear）與面型（Area）兩種，其中線型應(yīng)用于影像掃瞄器及機(jī)上，而面型主要應(yīng)用于數(shù)碼相機(jī)（DSC）、攝錄影機(jī)、監(jiān)視攝影機(jī)等多項(xiàng)影像輸入產(chǎn)品上。
一般認(rèn)為，CCD傳感器有以下優(yōu)點(diǎn)：
高解析度
（High Resolution）：像點(diǎn)的大小為μm級，可感測及識別精細(xì)物體，提高影像品質(zhì)。從1寸、1/2寸、2/3寸、1/4寸到推出的1/9寸，像素?cái)?shù)目從10多萬增加到400～500萬像素；
低雜訊
（Low Noise）高敏感度：CCD具有很低的讀出雜訊和暗電流雜訊，因此提高了信噪比（SNR），同時又具高敏感度，很低光度的入射光也能偵測到，其訊號不會被掩蓋，使CCD的應(yīng)用較不受天候拘束；
動態(tài)范圍廣
（High Dynamic Range）：同時偵測及分辨強(qiáng)光和弱光，提高系統(tǒng)環(huán)境的使用范圍，不因亮度差異大而造成信號反差現(xiàn)象。
良好的線性特性曲線
（Linearity）：入射光源強(qiáng)度和輸出訊號大小成良好的正比關(guān)系，物體資訊不致?lián)p失，降低信號補(bǔ)償處理成本；
高光子轉(zhuǎn)換效率（High Quantum Efficiency ）：很微弱的入射光照射都能被記錄下來，若配合影像增強(qiáng)管及投光器，即使在暗夜遠(yuǎn)處的景物仍然還可以偵測得到；
大面積感光
（Large Field of View）：利用半導(dǎo)體技術(shù)已可制造大面積的CCD晶片，與傳統(tǒng)底片尺寸相當(dāng)?shù)?5mm的CCD已經(jīng)開始應(yīng)用在數(shù)碼相機(jī)中，成為取代專業(yè)有利光學(xué)相機(jī)的關(guān)鍵元件；
光譜響應(yīng)廣（Broad Spectral Response）：能檢測很寬波長范圍的光，增加系統(tǒng)使用彈性，擴(kuò)大系統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域；
低影像失真
（Low Image Distortion）：使用CCD感測器，其影像處理不會有失真的情形，使原物體資訊忠實(shí)地反應(yīng)出來；
體積小、重量輕
CCD具備體積小且重量輕的特性，因此，可容易地裝置在人造衛(wèi)星及各式導(dǎo)航系統(tǒng)上；
低秏電力
不受強(qiáng)電磁場影響；
9. 電荷傳輸效率佳：該效率系數(shù)影響信噪比、解像率，若電荷傳輸效率不佳，影像將變較模糊；
10. 可大批量生產(chǎn)，品質(zhì)穩(wěn)定，堅(jiān)固，不易老化，使用方便及保養(yǎng)容易。
將機(jī)型的檢查能力集成在相機(jī)中的，使用便捷的一體型傳感器。
