CCD與CMOS傳感器的不同點(diǎn)

1、CCD與 CMOS傳感器的不同點(diǎn)什么是 CCD與 CMOS傳感器CCD：電荷藕合器件圖像傳感器 CCD(Charge CoupledDevice )，它使用一種高感光度的半導(dǎo)體材料制成，能把光線轉(zhuǎn)變成電荷， 通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器 芯片轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，數(shù)字信號(hào)經(jīng)過壓縮以后由相機(jī)內(nèi)部的閃速存儲(chǔ)器或內(nèi)置硬盤卡保存， 因而可以輕而易舉地把數(shù)據(jù)傳輸給計(jì)算機(jī)， 并借助于計(jì)算機(jī)的處理手段， 根據(jù)需要和想像來(lái) 修改圖像。 CCD由許多感光單位組成， 通常以百萬(wàn)像素為單位。 當(dāng) CCD表面受到光線照射時(shí)， 每個(gè)感光單位會(huì)將電荷反映在組件上， 所有的感光單位所產(chǎn)生的信號(hào)加在一起， 就構(gòu)成了一 幅完整的畫面。CMO：S

2、互補(bǔ)性氧化金屬半導(dǎo)體 CMO(S Complementary Metal-Oxide Semiconductor)和 CCD一樣同為在數(shù)碼相機(jī)中可記錄光線變化的半導(dǎo)體。CMOS的制造技術(shù)和一般計(jì)算機(jī)芯片沒什么差別，主要是利用硅和鍺這兩種元素所做成的半導(dǎo)體，使其在CMOS上共存著帶 N(帶電) 和 P(帶 +電)級(jí)的半導(dǎo)體， 這兩個(gè)互補(bǔ)效應(yīng)所產(chǎn)生的電流即可被處理芯片紀(jì)錄和解讀 成影像。然而， CMOS的缺點(diǎn)就是太容易出現(xiàn)雜點(diǎn) ,這主要是因?yàn)樵缙诘脑O(shè)計(jì)使 CMOS在處理快速變化的影像時(shí)，由于電流變化過于頻繁而會(huì)產(chǎn) 生過熱的現(xiàn)象。CCD的優(yōu)勢(shì)在于成像質(zhì)量好，但是由于制造工藝復(fù)雜，只有少數(shù)的廠商能夠掌

3、握，所以 導(dǎo)致制造成本居高不下，特別是大型CCD，價(jià)格非常高昂。在相同分辨率下， CMOS價(jià)格比CCD便宜，但是 CMOS器件產(chǎn)生的圖像質(zhì)量相比 CCD來(lái)說(shuō)要低一些。到目前為止，市面上絕 大多數(shù)的消費(fèi)級(jí)別以及高端數(shù)碼相機(jī)都使用CCD作為感應(yīng)器； CMOS感應(yīng)器則作為低端產(chǎn)品應(yīng)用于一些攝像頭上， 若有哪家攝像頭廠商生產(chǎn)的攝想頭使用CCD感應(yīng)器， 廠商一定會(huì)不遺余力地以其作為賣點(diǎn)大肆宣傳， 甚至冠以“數(shù)碼相機(jī)”之名。 一時(shí)間， 是否具有 CCD感應(yīng)器 變成了人們判斷數(shù)碼相機(jī)檔次的標(biāo)準(zhǔn)之一。CMOS影像傳感器的優(yōu)點(diǎn)之一是電源消耗量比CCD低，CCD為提供優(yōu)異的影像品質(zhì)， 付出代價(jià)即是較高的電源消耗量

4、， 為使電荷傳輸順暢， 噪聲降低， 需由高壓差改善傳輸效果。 但 CMOS 影像傳感器將每一畫素的電荷轉(zhuǎn)換成電壓， 讀取前便將其放大， 利用 3.3V 的電源即可驅(qū)動(dòng)， 電源消耗量比 CCD低。 CMOS影像傳感器的另一優(yōu)點(diǎn)，是與周邊電路的整合性高，可將ADC與訊號(hào)處理器整合在一起，使體積大幅縮小。CCD與 CMOS傳感器的不同點(diǎn)CCD與 CMOS傳感器是當(dāng)前被普遍采用的兩種圖像傳感器，兩者都是利用感光二極管photodiode ）進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換， 將圖像轉(zhuǎn)換為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)， 而其主要差異是數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)傳送的方式不同。CCD傳感器中每一行中每一個(gè)象素的電荷數(shù)據(jù)都會(huì)依次傳送到下一個(gè)象素中，由最底端部分輸出

5、，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)象素都會(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)象素的 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)象素的數(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：1、靈敏度差異：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

6、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。2、成本差異：由于 CMOS傳感器采用一般半導(dǎo)體電路最常用的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； 除此之外， 由于 CCD采用電荷傳遞的方式傳送數(shù)據(jù)， 只要其中有一個(gè)象素不能運(yùn)行， 就會(huì)導(dǎo) 致一整排的數(shù)據(jù)不能傳送，因此控制CCD傳感器的成品率比 CMOS傳感器困難許多，即使有經(jīng)驗(yàn)的廠商也很難在產(chǎn)品問世的半年內(nèi)突破50%的水平，因此，CCD傳感器的成本會(huì)高于 CMOS傳感器。3、分辨率差異：如上所述， CMO

7、S傳感器的每個(gè)象素都比 CCD傳感器復(fù)雜，其象素尺寸很難達(dá)到CCD傳感器的水平，因此，當(dāng)我們比較相同尺寸的CCD與 CMOS傳感器時(shí)， CCD傳感器的分辨率通常會(huì)優(yōu)于 CMOS傳感器的水平。例如，目前市面上CMOS傳感器最高可達(dá)到 210 萬(wàn)象素的水平（OmniVision 的 OV2610， 2002年 6月推出），其尺寸為 1/2 英寸，象素尺寸為 4.25 m， 但 Sony 在 2002 年 12 月推出了 ICX452，其尺寸與 OV2610相差不多（ 1/1.8 英寸）， 但分辨率卻能高達(dá) 513 萬(wàn)象素，象素尺寸也只有 2.78mm的水平。4. 、 噪聲差異：由于 CMOS傳感器

8、的每個(gè)感光二極管都需搭配一個(gè)放大器，而放大器屬于模擬電路，很難讓 每個(gè)放大器所得到的結(jié)果保持一致，因此與只有一個(gè)放大器放在芯片邊緣的CCD傳感器相比， CMOS傳感器的噪聲就會(huì)增加很多，影響圖像品質(zhì)。5、功耗差異： CMOS傳感器的圖像采集方式為主動(dòng)式，感光二極管所產(chǎn)生的電荷會(huì)直接由晶 體管放大輸出， 但 CCD傳感器為被動(dòng)式采集， 需外加電壓讓每個(gè)象素中的電荷移動(dòng)， 而此外 加電壓通常需要達(dá)到 1218V；因此， CCD傳感器除了在電源管理電路設(shè)計(jì)上的難度更高之外（需外加 power IC ），高驅(qū)動(dòng)電壓更使其功耗遠(yuǎn)高于CMOS傳感器的水平。舉例來(lái)說(shuō)，OmniVision 近期推出的 OV764（0 1/4 英寸、VGA），在 30 fps 的速度下運(yùn)行， 功耗僅為 40mW； 而致力于低功耗 CCD傳感器的 Sanyo公司去年推出了 1/7 英寸、 CIF 等級(jí)的產(chǎn)品，其功耗