影像传感器(三言两语 “话”图像传感器（1）—概述)

引子

我们在生活中使用的数码相机和智能手机都可以拍出非常漂亮的图片和视频，那它们是怎么工作的呢？或者说这些图片或视频是怎么“弄出来”的呢？这还得从图像传感器谈起了，如下图1所示相机“解剖后”的核心器件。

本文简单介绍一下什么是图像传感器，或者说它的功能及特点是什么。

什么是图像传感器？

简单地说，图像传感器就是一种能将光信号转换成电信号的设备，通常由一组光敏元件组成。换句话说，要想拍图片或视频，离开图像传感器我们的相机就玩不转了。。。

根据感光器件的不同，图像传感器主要分为CCD（电荷耦合器件）和CMOS（互补金属氧化物半导体）两种，如下图2所示的线阵式CCD传感器和图3所示的面阵式传感器。

图像传感器通常应用于照片拍摄、视频录制、医学成像、机器视觉、安防监控和自动化控制等领域。

CCD和CMOS图像传感器的异同？

（1）共同点：将光信号转换为电信号，否则，相机玩不转；

（2）不同点：主要集中在底层感光技术，制作工艺

图像传感器简史

CCD 传感器和 CMOS 传感器诞生于上个世纪60~70年代。最初因CCD的工艺优势，成为那个时代的主导产品，且其影像质量极高。但不足之处在于体积大、功耗高。

CMOS 传感器因工艺要求较高，在当时条件下难以实现，一直到 20 世纪 90 年代，平板刻绘技术逐渐成熟后CMOS传感器才发展起来。目前，CMOS传感器在高速度（帧速率）、高分辨率（像素数）、低功耗以及低噪声指数、量子效率及色彩等方面优势明显，且性价比高。

在现代工业化生产中，CMOS 传感器芯片对机器视觉（MV）的吸引力与日俱增，特别是新一代 CMOS 芯片，因其极高的帧速率和几乎无损的画质等优势而逐渐成为该领域的主流器件。目前，CMOS图像传感器广泛应用于嵌入式和便携设备。

汇总一下CMOS图像传感器的优点

相较于CCD图像传感器而言，现代CMOS图像传感器有如下优点：

（1）高集成度：缩小了体积，并提高了可靠性；

（2）低功耗：适用于低功耗的便携式设备和移动终端；

（3）高速度：具有高速读出和并行处理能力，实现高帧率和高分辨率的图像采集；

（4）宽动态范围：具有较宽的动态范围，可以减少图像失真和噪声；

（5）低成本：高性价比，有助于图像传感器在各个领域的应用。

后续

下一篇文章将重点介绍CMOS图像传感器的基本工作原理，也就是说，我们的手机拍出来的图片或视频等画面是怎么来的。感兴趣的朋友，可以关注我，并在留言区讨论和交流