众所周知,感光器件是工业摄像机*为*的部件,图像传感器有CMOS和CCD两种。由于其工艺不同,特性相差很大。CCD*的工艺(制造工艺复杂,只有少数的厂商能够掌握),具有低照度*、信噪比高、通透感强、色彩还原能力佳等优点,在交通、*等高端领域中广泛应用。由于其成像方面的优势,在很长时间内还会延续采用,但同时由于其成本高、功耗大也制约了其市场发展的空间。
CMOS传感器采用一般半导体电路*常用的CMOS工艺,具有集成度高、功耗小、速度快、成本低等特点,*近几年在宽动态、低照度方面发展*。CMOS即互补性金属氧化物半导体,主要是利用硅和锗两种元素所做成的半导体,通过CMOS上带负电和带正电的晶体管来实现基本的功能。这两个互补效应所产生的电流即可被处理芯片记录和解读成影像。
在模拟摄像机以及标清网络摄像机中,CCD的使用*为广泛,长期以来都在市场上占有主导*。CCD的特点是灵敏度高,但响应速度较低,不适用于高清监控摄像机采用的高分辨率逐行扫描方式,因此进入高清监控时代以后,CMOS逐渐被人们所认识,高清监控摄像机普遍采用CMOS感光器件。
CMOS针对CCD*主要的优势就是*省电。不像由二级管组成的CCD和CMOS电路几乎没有静态电量消耗。这就使得CMOS的耗电量只有普通CCD的1/3左右,CMOS重要问题是在处理快速变换的影像时,由于电流变换过于频繁而过热,暗电流抑制的好就问题不大,如果抑制的不好就十分容易出现噪点。
目前已经研发出720P与1080P*的背照式CMOS器件,其灵敏度性能已经与CCD接近。与表面照射型CMOS传感器相比,背照式CMOS在灵敏度(S/N)上具有很大优势,显著*低光照条件下的拍摄效果,因此在低照度环境下拍摄,能够大幅降低噪点。
虽然目前以CMOS技术为基础的*像素摄像机产品在低照度环境和信噪处理方面存在不足,但这并不会根本上影响它的应用前景。而且相关国际大企业正在*力度解决这两个问题,相信在不久的将来,CMOS的效果会越来越接近CCD的效果,并且CMOS设备的价格会低于CCD设备。
安*行业使用CMOS多于CCD已经成为不争的事实,尽管相同尺寸的CCD传感器分辨率*CMOS传感器,但如果不考虑尺寸限制,CMOS在量率上的优势可以*克服大尺寸感光原件制造的困难,这样CMOS在更高分辨率下将更有优势。另外,CMOS响应速度比CCD快,因此更适合高清监控的大数据量特点。
纵观行业应用,尽管CCD与CMOS在不同的应用场景下各有优势,但随着CMOS工艺和技术的不断*,以及高端CMOS价格的不断下降,相信在安*行业高清摄像机未来的发展中,CMOS将占据越来越越重要的*。
在基础学科研究中,传感器更具有突出的*。现代科学技术的发展,进入了许多新领域:例如在宏观上要观察上千光年的茫茫宇宙,微观上要观察小到 nm的粒子世界,纵向上要观察长达数十*的天体演化,短到 s的*反应。此外,还出现了对深化物质认识、开拓新能源、新材料等具有重要作用的各种*端技术研究,如*温、*温、*压、*真空、*强磁场、*弱磁砀等等。显然,要获取大量*感官无法直接获取的信息,没有相适应的传感器是不可能的。许多基础科学研究的障碍,*先就在于对象信息的获取存在困难,而一些新机理和高灵敏度的检测传感器的出现,往往会导致该领域内的*。一些传感器的发展,往往是一些边缘学科开发的先驱。
传感器早已渗透到诸如工业生产、宇宙开发、海洋探测、环境保护、资源调查、*诊断、生物工程、甚至文物保护等等*其之泛的领域。可以毫不夸张地说,从茫茫的太空,到浩瀚的海洋,以至各种复杂的工程系统,几乎每一个现代化项目,都离不开各种各样的传感器。
由此可见,传感器技术在发展经济、推动社会进步方面的重要作用,是十分明显的。世界各国都十分重视这一领域的发展。相信不久的将来,传感器技术将会出现一个飞跃,*与其重要*相称的新水平。
我们生活的世界有越来越多的触摸感应技术,智能手机和平板电脑使用很多方法来感知我们指头的敲击和手势。现在,由德国慕尼黑大学和哈索·普拉特纳研究所(University of Munich and the H*o Plattner Institute)开发的一种新型触摸技术可以把触摸的灵敏性添加到日常物品上,如衣服、耳机线、茶几,甚至是几张纸上。
触摸感应: 当电线以*方式排列的时候,TDR技术可以把可伸展的金属制成触摸感应式的,
新型触摸技术依赖时域反射技术(TDR,time domain reflectometry),这个技术一直被用于搜寻水下电缆的破损。TDR在理论上很简单:沿着电缆发送短电脉冲,一直等到脉冲反射回来。基于已知的脉冲速度和返回时间,软件可以定位出问题——电线受损或电导体的变化。
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