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傳感器融合技術(shù)已經(jīng)成熟,并且恰好可以利用傳感器,無線通信和其他技術(shù)的發(fā)展。除了先進(jìn)的政府實(shí)驗(yàn)室以外的所有實(shí)驗(yàn)室都無法使用,該技術(shù)現(xiàn)已開始供貨,價(jià)格甚至適合許多消費(fèi)產(chǎn)品的BOM預(yù)算。
現(xiàn)在,與移動(dòng)技術(shù)和低成本數(shù)字傳感器的快速發(fā)展密切相關(guān),傳感器融合有望實(shí)現(xiàn)增長(zhǎng)。對(duì)于設(shè)計(jì)工程師來說,現(xiàn)在是應(yīng)用一些創(chuàng)造性思維并開始實(shí)驗(yàn)的好時(shí)機(jī)!
CCD傳感器是一種新型光電轉(zhuǎn)換器件,它能存儲(chǔ)由光產(chǎn)生的信號(hào)電荷。當(dāng)對(duì)它施加特定時(shí)序的脈沖時(shí),其存儲(chǔ)的信號(hào)電荷便可在CCD內(nèi)作定向傳輸而實(shí)現(xiàn)自掃描。它主要由光敏單元、輸入結(jié)構(gòu)和輸出結(jié)構(gòu)等組成。它具有光電轉(zhuǎn)換、信息存貯和等功能,而且集成度高、功耗小,已經(jīng)在攝像、信號(hào)處理和存貯3大領(lǐng)域中得到廣泛的應(yīng)用,尤其是在圖像傳感器應(yīng)用方面取得令人矚目的發(fā)展。CCD有面陣和線陣之分,面陣是把CCD像素排成1個(gè)平面的器件;而線陣是把CCD像素排成1直線的器件。由于在軍事領(lǐng)域主要用的是面陣CCD,因此這里主要介紹面陣CCD。
CCD傳感器中每一行中每一個(gè)像素的電荷數(shù)據(jù)都會(huì)依次傳送到下一個(gè)像素中,由底端部分輸出,再經(jīng)由傳感器邊緣的放大器進(jìn)行放大輸出;而在CMOS傳感器中,每個(gè)像素都會(huì)鄰接一個(gè)放大器及A/D轉(zhuǎn)換電路,用類似內(nèi)存電路的方式將數(shù)據(jù)輸出。
造成這種差異的原因在于:CCD的特殊工藝可保證數(shù)據(jù)在傳送時(shí)不會(huì)失真,因此各個(gè)像素的數(shù)據(jù)可匯聚至邊緣再進(jìn)行放大處理;而CMOS工藝的數(shù)據(jù)在傳送距離較長(zhǎng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生噪聲,因此,必須先放大,再整合各個(gè)像素的數(shù)據(jù)。
由于數(shù)據(jù)傳送方式不同,因此CCD與CMOS傳感器在效能與應(yīng)用上也有諸多差異,這些差異包括:由于CMOS傳感器的每個(gè)象素由四個(gè)晶體管與一個(gè)感光二極管構(gòu)成(含放大器與A/D轉(zhuǎn)換電路),使得每個(gè)象素的感光區(qū)域遠(yuǎn)小于象素本身的表面積,因此在象素尺寸相同的情況下,CMOS傳感器的靈敏度要低于CCD傳感器。由于CMOS傳感器采用一般半導(dǎo)體電路的CMOS工藝,可以輕易地將周邊電路(如AGC、CDS、Timing generator、或DSP等)集成到傳感器芯片中,因此可以節(jié)省外圍芯片的成本