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技術(shù)文章

CCD相機(jī)與CMOS相機(jī)的五大差異

閱讀：2470發(fā)布時(shí)間：2012-6-21

　　CCD和CMOS是現(xiàn)在普遍采用的兩種圖像工藝技術(shù)，它們之間的主要差異在于傳送方式的不同，用過(guò)相機(jī)的人肯定對(duì)這兩個(gè)名詞不會(huì)陌生，可是對(duì)它們之間的性能區(qū)別，卻并不是很了解。這里將做簡(jiǎn)單的比較說(shuō)明。
　　
　　噪聲差異：
　　
　　由于CMOS的每個(gè)感光二極管都需要搭配一個(gè)放大器，若以百萬(wàn)像素計(jì)算的話，那就需要上百萬(wàn)個(gè)的放大器，然而放大器屬于模擬電路，很難讓所得的每個(gè)結(jié)果都保持一致。而CCD只需要一個(gè)放大器放在芯片邊緣，與CMOS相比，它的噪聲相對(duì)減少很多，大大提高了圖像品質(zhì)。
　　
　　耗電量差異：
　　
　　CMOS采用主動(dòng)式圖像采集方式，感光二極管所產(chǎn)生的電荷會(huì)直接由旁邊的電晶體放大輸出；而CCD為被動(dòng)式采集方式，必須外加12~18V的電壓以使每個(gè)像素中的電荷移送到傳輸通道。因此CCD就必須設(shè)計(jì)更精密的電源線路和耐壓強(qiáng)度，這樣使得CCD的耗電量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高出CMOS，根據(jù)計(jì)算CMOS的耗電量?jī)H是CCD的1/8~1/10。
　　
　　分辨率差異：
　　
　　由于CMOS的每個(gè)像素都比CCD復(fù)雜，且其像素尺寸很難達(dá)到CCD的水平，因此，當(dāng)我們比較相同尺寸的CCD與CMOS時(shí)，CCD的分辨率通常會(huì)優(yōu)于CMOS傳感器的水平。例如，維視數(shù)字圖像技術(shù)有限公司生產(chǎn)的4.40μm*4.40μm像元大小的CCD相機(jī)分辨率為1628*1236，而5.2μm*5.2μm像元大小的CMOS相機(jī)分辨率為1280*1024，對(duì)比結(jié)果明顯得出：同尺寸大小，CCD的分辨率要高于CMOS，也就是說(shuō)成像質(zhì)量要優(yōu)于CMOS。
　　
　　靈敏度差異：
　　
　　因?yàn)镃MOS信號(hào)是以點(diǎn)為單位的電荷信號(hào)，而CCD是以行為單位的電流信號(hào)，讀取信號(hào)時(shí)CMOS是點(diǎn)直接讀取信號(hào)，CCD則是行間接讀取信號(hào)，因此在像素尺寸相同的情況下，CMOS的靈敏度要低于CCD。
　　
　　成本差異：
　　
　　由于CMOS與現(xiàn)有的大規(guī)模集成電路生產(chǎn)工藝相同，可以一次全部整合周邊設(shè)施到傳感器芯片中，大大節(jié)省了外圍芯片的成本；而CCD采用電荷傳遞的方式輸出數(shù)據(jù)，只要其中有一個(gè)像素傳送出現(xiàn)故障，就會(huì)導(dǎo)致一整排的數(shù)據(jù)無(wú)法正常傳送，因此控制CCD的成品率比CMOS困難許多，因此，CCD的制造成本就相對(duì)高于CMOS傳感器。
　　
　　總結(jié)：
　　
　　雖然CCD在影像品質(zhì)、分辨率大小、靈敏度等方面優(yōu)于CMOS，而CMOS具有低成本、低功耗以及高整合度的特點(diǎn)。隨著CCD與CMOS技術(shù)的不斷進(jìn)步，兩者之間的差異將逐步減小，目前CCD一直致力于功耗上的改進(jìn)，而CMOS也在投入大量的研發(fā)改善分辨率與靈敏度方面的不足?？梢灶A(yù)見在CCD與CMOS不斷改進(jìn)后的未來(lái)，我們將走進(jìn)一個(gè)更加繽紛多彩的數(shù)碼影像世界。

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