CIS-Kameramodule vs. CCD-Kameramodule
Wichtige Vorteile von CIS-Kameramodulen
1. Hohe Integration: Single-Chip-Lösung
CIS-Module werden mit Standard-CMOS-Prozessen hergestellt, die es ermöglichen, Ausleseschaltungen, Analog-Digital-Wandler (ADCs), Bildsignalprozessoren (ISPs) und Zeitsteuerungsschaltungen vollständig auf einen einzigen Chip zu integrieren.
Eine auf CIS basierende Kameralösung benötigt nur einen einzelnen Chip, ein LDO sowie eine kleine Anzahl von Widerständen und Kondensatoren und kann auf einer äußerst kompakten doppelseitigen Leiterplatte implementiert werden. Dies reduziert die Komplexität des PCB-Designs erheblich und senkt die Stücklistenkosten. Im Gegensatz dazu benötigt eine CCD-Lösung vier separate Komponenten – den CCD-Sensor, V-Treiber, CDS/AGC und DSP – und benötigt typischerweise zwei PCBs.
2. Niedriger Stromverbrauch: Die beste Wahl für batteriebetriebene Geräte
Niedriger Stromverbrauch ist ein inhärenter Vorteil des CIS.
CIS: <350mW (as low as 180mW for some models), with no total power consumption from the chip set.
CCD: >200 mW (Sensor allein), mit einem Gesamt-Chipsatz-Stromverbrauch von über 2W – etwa das 10-fache des CIS.
Daher können CIS-Kameramodule, die in batteriebetriebenen Geräten wie Babyphones und smarten Türklingeln verwendet werden, die Akkulaufzeit erheblich verlängern. Sie entfallen zudem komplexe Thermomanagement-Designs, vereinfachen die Struktur und senken die Kosten erheblich.
3. Großer Dynamikumfang: Überlegene Leistung in hinterleuchteten Szenen
Der Dynamikumfang misst die Fähigkeit eines Sensors, Details in Szenen mit hohem Kontrast zwischen hellen und dunklen Bereichen zu erfassen.
High-End-CIS: Erreicht einen Dynamikumfang von über 100 dB, wobei einige Modelle bis zu 120 dB erreichen
Traditionelle CCDs: Der Dynamikumfang liegt in der Regel bei etwa 50–60 dB.
Wenn eine CIS-Kamera auf ein Fenster gerichtet ist, kann sie sowohl die Innen- als auch die Außenansicht klar aufnehmen und so "Überbelichtung" oder "totale Dunkelheit" vermeiden. In starken Gegenlichtsituationen wie Tunnelein- und -ausgängen oder Straßen mit Straßenlaternen bei Nacht übertrifft CIS CCD.
4. Großer Betriebstemperaturbereich: Anpassungsfähig an raue Umgebungen
CIS: -40°C bis 105°C (noch größerer Bereich für Automobilmodelle)
CCD: Kann nicht normal über 60°C oder unter -20°C betrieben werden
5. Hohe Bildraten und globale Verschlussmöglichkeiten
CIS unterstützt parallele Auslese auf Pixelebene, was höhere Bildraten ermöglicht:
Hohe Bildraten: 4K@60fps und 1080P@120fps sind zum Mainstream geworden.
Globaler Verschluss: Alle Pixel im Bild werden gleichzeitig belichtet, wodurch Bewegungsverzerrungen vollständig eliminiert werden; Geeignet für industrielle Inspektionen und Hochgeschwindigkeitserfassung
6. Erhebliche Kostenvorteile
CCD-Herstellungsprozesse sind komplex und weisen niedrige Erträgeraten auf; der Sensor selbst kostet mehr als ein einzelner CIS-Chip
In Kombination mit dem für CCDs erforderlichen "Kit" beträgt die Kosten einer CIS-basierten CCTV-Kameralösung weniger als 50 % der eines günstigen CCD-Kits
7. Reichhaltige Schnittstellen und flexible Integration
CIS kann digitale Signale wie RGB, YUV und CCIR656 sowie analoge PAL/NTSC-TV-Signale ausgeben und gleichzeitig eine I2C-Steuerschnittstelle für eine einfache Steuerung durch ein externes MCU bereitstellen. CCDs können nur analoge elektrische Signale ausgeben; Das Hinzufügen von Schnittstellen erfordert die Verwendung eines Chipsatzes.
Obwohl CIS über 90 % des Marktanteils gewonnen hat, bieten CCDs in nur sehr wenigen spezifischen Szenarien weiterhin Vorteile:
Extrem geringe Rauschanforderungen: wie bei astronomischer Beobachtung und wissenschaftlicher Bildgebung, wo lange Belichtungszeiten und extrem geringes Ausleserauschen erforderlich sind.
Ultra-High-End-professionelle Bildgebung: In erstklassigen Broadcast-Kameras und medizinischen Bildgebungsgeräten bleibt die Bildqualität von High-End-CCDs in Kombination mit einem dedizierten DSP überlegen.
Mit dem kontinuierlichen Fortschritt der CIS-Technologie schließen sich die genannten Lücken jedoch rapide. Akademische Forschung hat bestätigt, dass die neuesten Fortschritte im CIS es ermöglicht haben, Leistungsniveaus zu erreichen, die mit CCDs vergleichbar sind, hinsichtlich geringer Ausleserauschen und hoher Empfindlichkeit.
Austars CIS-Modulfähigkeiten
Als Hersteller, der sich seit fünfzehn Jahren auf CMOS-Kameramodule spezialisiert hat, arbeitet Austar Imaging eng mit führenden globalen CIS-Originalgeräteherstellern zusammen:
Sony: Starvis und Starvis 2 Technologien; Anwendungsbereiche umfassen Sicherheitsüberwachung, Automobiltechnik und hochwertige Unterhaltungselektronik
OmniVision: PureCel- und Nyxel-Low-Light-Technologien; Anwendungen umfassen Unterhaltungselektronik, IoT und Automobil
ON Semiconductor: Global Shutter-Serie; Anwendungen umfassen industrielle Inspektion und maschinelles Sehen
SmartSens: Vollständige Bandbreite an CMOS-Sensoren; Sicherheit und Unterhaltungselektronik (Inländische Substitution)
Wir bieten ein vollständiges Sortiment an CIS-Modulen von 300.000 bis 64 Millionen Pixeln an, unterstützen mehrere Schnittstellen wie MIPI, USB und DVP und sind mit gängigen Plattformen wie HiSilicon, Rockchip, Ambarella und NVIDIA Jetson kompatibel.
Austar | 15 Jahre Engagement für CMOS-Kameramodule
Wir sind fest davon überzeugt, dass CIS für die überwiegende Mehrheit der aktuellen und zukünftigen Anwendungsszenarien die optimale Wahl ist. Wir begrüßen Kunden mit Bedarf an Kameramodulen, sich für eine kostenlose Produktauswahlberatung und Probentest-Unterstützung an uns zu wenden.
Wichtige Vorteile von CIS-Kameramodulen
1. Hohe Integration: Single-Chip-Lösung
CIS-Module werden mit Standard-CMOS-Prozessen hergestellt, die es ermöglichen, Ausleseschaltungen, Analog-Digital-Wandler (ADCs), Bildsignalprozessoren (ISPs) und Zeitsteuerungsschaltungen vollständig auf einen einzigen Chip zu integrieren.
Eine auf CIS basierende Kameralösung benötigt nur einen einzelnen Chip, ein LDO sowie eine kleine Anzahl von Widerständen und Kondensatoren und kann auf einer äußerst kompakten doppelseitigen Leiterplatte implementiert werden. Dies reduziert die Komplexität des PCB-Designs erheblich und senkt die Stücklistenkosten. Im Gegensatz dazu benötigt eine CCD-Lösung vier separate Komponenten – den CCD-Sensor, V-Treiber, CDS/AGC und DSP – und benötigt typischerweise zwei PCBs.
2. Niedriger Stromverbrauch: Die beste Wahl für batteriebetriebene Geräte
Niedriger Stromverbrauch ist ein inhärenter Vorteil des CIS.
CIS: <350mW (as low as 180mW for some models), with no total power consumption from the chip set.
CCD: >200 mW (Sensor allein), mit einem Gesamt-Chipsatz-Stromverbrauch von über 2W – etwa das 10-fache des CIS.
Daher können CIS-Kameramodule, die in batteriebetriebenen Geräten wie Babyphones und smarten Türklingeln verwendet werden, die Akkulaufzeit erheblich verlängern. Sie entfallen zudem komplexe Thermomanagement-Designs, vereinfachen die Struktur und senken die Kosten erheblich.
3. Großer Dynamikumfang: Überlegene Leistung in hinterleuchteten Szenen
Der Dynamikumfang misst die Fähigkeit eines Sensors, Details in Szenen mit hohem Kontrast zwischen hellen und dunklen Bereichen zu erfassen.
High-End-CIS: Erreicht einen Dynamikumfang von über 100 dB, wobei einige Modelle bis zu 120 dB erreichen
Traditionelle CCDs: Der Dynamikumfang liegt in der Regel bei etwa 50–60 dB.
Wenn eine CIS-Kamera auf ein Fenster gerichtet ist, kann sie sowohl die Innen- als auch die Außenansicht klar aufnehmen und so "Überbelichtung" oder "totale Dunkelheit" vermeiden. In starken Gegenlichtsituationen wie Tunnelein- und -ausgängen oder Straßen mit Straßenlaternen bei Nacht übertrifft CIS CCD.
4. Großer Betriebstemperaturbereich: Anpassungsfähig an raue Umgebungen
CIS: -40°C bis 105°C (noch größerer Bereich für Automobilmodelle)
CCD: Kann nicht normal über 60°C oder unter -20°C betrieben werden
5. Hohe Bildraten und globale Verschlussmöglichkeiten
CIS unterstützt parallele Auslese auf Pixelebene, was höhere Bildraten ermöglicht:
Hohe Bildraten: 4K@60fps und 1080P@120fps sind zum Mainstream geworden.
Globaler Verschluss: Alle Pixel im Bild werden gleichzeitig belichtet, wodurch Bewegungsverzerrungen vollständig eliminiert werden; Geeignet für industrielle Inspektionen und Hochgeschwindigkeitserfassung
6. Erhebliche Kostenvorteile
CCD-Herstellungsprozesse sind komplex und weisen niedrige Erträgeraten auf; der Sensor selbst kostet mehr als ein einzelner CIS-Chip
In Kombination mit dem für CCDs erforderlichen "Kit" beträgt die Kosten einer CIS-basierten CCTV-Kameralösung weniger als 50 % der eines günstigen CCD-Kits
7. Reichhaltige Schnittstellen und flexible Integration
CIS kann digitale Signale wie RGB, YUV und CCIR656 sowie analoge PAL/NTSC-TV-Signale ausgeben und gleichzeitig eine I2C-Steuerschnittstelle für eine einfache Steuerung durch ein externes MCU bereitstellen. CCDs können nur analoge elektrische Signale ausgeben; Das Hinzufügen von Schnittstellen erfordert die Verwendung eines Chipsatzes.
Obwohl CIS über 90 % des Marktanteils gewonnen hat, bieten CCDs in nur sehr wenigen spezifischen Szenarien weiterhin Vorteile:
Extrem geringe Rauschanforderungen: wie bei astronomischer Beobachtung und wissenschaftlicher Bildgebung, wo lange Belichtungszeiten und extrem geringes Ausleserauschen erforderlich sind.
Ultra-High-End-professionelle Bildgebung: In erstklassigen Broadcast-Kameras und medizinischen Bildgebungsgeräten bleibt die Bildqualität von High-End-CCDs in Kombination mit einem dedizierten DSP überlegen.
Mit dem kontinuierlichen Fortschritt der CIS-Technologie schließen sich die genannten Lücken jedoch rapide. Akademische Forschung hat bestätigt, dass die neuesten Fortschritte im CIS es ermöglicht haben, Leistungsniveaus zu erreichen, die mit CCDs vergleichbar sind, hinsichtlich geringer Ausleserauschen und hoher Empfindlichkeit.
Austars CIS-Modulfähigkeiten
Als Hersteller, der sich seit fünfzehn Jahren auf CMOS-Kameramodule spezialisiert hat, arbeitet Austar Imaging eng mit führenden globalen CIS-Originalgeräteherstellern zusammen:
Sony: Starvis und Starvis 2 Technologien; Anwendungsbereiche umfassen Sicherheitsüberwachung, Automobiltechnik und hochwertige Unterhaltungselektronik
OmniVision: PureCel- und Nyxel-Low-Light-Technologien; Anwendungen umfassen Unterhaltungselektronik, IoT und Automobil
ON Semiconductor: Global Shutter-Serie; Anwendungen umfassen industrielle Inspektion und maschinelles Sehen
SmartSens: Vollständige Bandbreite an CMOS-Sensoren; Sicherheit und Unterhaltungselektronik (Inländische Substitution)
Wir bieten ein vollständiges Sortiment an CIS-Modulen von 300.000 bis 64 Millionen Pixeln an, unterstützen mehrere Schnittstellen wie MIPI, USB und DVP und sind mit gängigen Plattformen wie HiSilicon, Rockchip, Ambarella und NVIDIA Jetson kompatibel.
Austar | 15 Jahre Engagement für CMOS-Kameramodule
Wir sind fest davon überzeugt, dass CIS für die überwiegende Mehrheit der aktuellen und zukünftigen Anwendungsszenarien die optimale Wahl ist. Wir begrüßen Kunden mit Bedarf an Kameramodulen, sich für eine kostenlose Produktauswahlberatung und Probentest-Unterstützung an uns zu wenden.