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拍照手机的摄像头的制作材料是什么?

未知   admin   2019-03-22 06:46   
  拍照手机的摄像头的制作材料是什么?
 
 
 

  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:电荷藕合器件图像传感器CCD(Charge Coupled Device),它使用一种高感光度的半导体材料制成,能把光线转变成电荷,通过模数转换器芯片转换成数字信号,数字信号经过压缩以后由相机内部的闪速存储器或内置硬盘卡保存,因而可以轻而易举地把数据传输给计算机,并借助于计算机的处理手段,根据需要和想像来修改图像。CCD由许多感光单位组成,通常以百万像素为单位。当CCD表面受到光线照射时,每个感光单位会将电荷反映在组件上,所有的感光单位所产生的信号加在一起,就构成了一幅完整的画面。 CMOS和CCD同为感光元件,只不过技术不一样而已 。 CCD和CMOS在制造上的主要区别是CCD是集成在半导体单晶材料上,而CMOS是集成在被称做金属氧化物的半导体材料上,工作原理没有本质的区别。CCD只有少数几个厂商例如索尼、松下等掌握这种技术。而且CCD制造工艺较复杂,采用CCD的摄像头价格都会相对比较贵。事实上经过技术改造,目前CCD和CMOS的实际效果的差距已经减小了不少。而且CMOS的制造成本和功耗都要低于CCD不少,所以很多摄像头生产厂商采用的CMOS感光元件。成像方面:在相同像素下CCD的成像通透性、明锐度都很好,色彩还原、曝光可以保证基本准确。而CMOS的产品往往通透性一般,对实物的色彩还原能力偏弱,曝光也都不太好,由于自身物理特性的原因,CMOS的成像质量和CCD还是有一定距离的。新一代的CCD朝向耗电量减少作为改进目标,以期进入照相手机的行动通讯市场;CMOS系列,则开始朝向大尺寸面积与高速影像处理晶片统合,藉由后续的影像处理修正噪点以及画质表现, 特别是 Canon 系列的 EOS D30 、EOS 300D 的成功,足见高速影像处理晶片已经可以胜任高像素CMOS 所产生的影像处理时间与能力的缩短;CMOS未来跨足高阶的影像市场产品,前景可期。 但由于低廉的价格以及高度的整合性,因此在摄像头领域还是得到了广泛的应用。 因为CMOS结构相对简单,与现有的大规模集成电路生产工艺相同,从而生产成本可以降低。从原理上,CMOS的信号是以点为单位的电荷信号,而CCD是以行为单位的电流信号,前者更为敏感,速度也更快,更为省电。现在高级的CMOS并不比一般CCD差,但是CMOS工艺还不是十分成熟,普通的 SMOS 一般分辨率低而成像较差。 优点缺点的分析 CCD技术成熟,成像质量好,毕竟它是现在应用的最广泛的成像元件,优点在于 1)CCD从一开始就是为图像而生。CCD从根本上说,就是采用为图像和电荷传输优化设计的制造技术。这种技术,保证了CCD的性能不会因为减小像素尺寸,而发生降低。这种专用技术的应用,当然也造成了CCD的一大劣势--不能集成其他图像处理功能到这块传感器上。 2)CCD传感器从根本上避免了由于像素窜扰产生的fixed-pattern noise (固定图样噪声,FPN),以及temporal noise(暂时噪声)。而这两种噪音在CMOS上是永远不能避免的。 但它也有其缺点: 1)耗电量大。早期的数码相机有“电老虎”的“美誉”,主要原因之一便来自CCD。虽然现在采用低温多晶硅显示屏等低能耗的部件在一定程度上降低了相机的功率,但CCD依然是数码相机的耗电大户——CCD从数码相机一开机便随时保持着工作状态,更是无谓地消耗大量的电能。 2) 工艺复杂,成本较高。CCD复杂的结构决定了它制造工艺的复杂性,因而到目前为止,CCD还只有为数不多的几家电子产业巨头能生产。 3)像素提升难度大。CCD前两个缺点也直接导致了这一个缺点,CCD像素提升无非是通过两个途径:第一,保持感光元件单位面积不变而增大CCD面积,在大面积CCD上集成更多的感光元件。但是这种方式会导致CCD成品率降低,制造成本更高,功耗更大,在民用领域这是不现实的;第二,缩小感光元件单位面积,在现有水平的CCD面积上集成更多感光元件。但是这种方法会减少感光元件的单位感光面积,降低CCD整体的灵敏度和动态范围,影响画质。 相比CCD,CMOS有几个最突出的优点: 1) 价格低廉,制造工艺简单。CMOS可以利用普通半导体生产线进行生产,不象CCD那样要求特殊的生产工艺,所以制造成本低得多。而且CMOS尺寸与成品率都不如CCD有很多限制。 2)耗电量低。虽然CMOS的滤镜布局与CCD差别不大,但在感光单元的电路结构上却有很大差别。CMOS每个感光元件都具备独立的电荷/电压转换电路,可将光电转换后的电信号独立放大输出——这比起CCD将所有的信号全部收集起来再放大输出,速度快了很多。而且CMOS的感光元件只在感光成像时才会工作,所以比CCD更省电。但CMOS同样存在缺点,如果在使用数码相机时成像动作较多,那么CMOS在频繁的启动过程中会因为多变的电流而产生热量,导致杂波并影响画质。 3)便于集成。通过CMOS工艺可以方便地做出具有缓存、像素级图像处理、A/D、D/A集成的SoC方案。CCD结构和原理上不允许这么做。 4)CMOS图像传感器结构上便于采用高速的并行读取体系。就像今年IEEE一个会议上,SONY发布了连拍速度高达60FPS的CMOS传感器。从读取架构上看,CMOS具有决定性的优势。由于CCD原理、结构的限制,它不能采用这种并行的读取架构,只能另辟蹊径。 CMOS在整合电路方面比 CCD要来的好,CMOS可以与手机内部的其它硬件做整合,除此之外,CCD的技术来自日本,各国无法自行生产,因此 CCD成本方面都明显来的比较高。 在未来手机上的相机都以更高像素为趋势,CCD组件则比较符合手机上的应用,在高像素拍照手机的体积方面上占优势,不然到底是相机上面加上了手机?还是手机上附加了相机?就要看厂商们的研发上,能否再进一步突破。