CCD（CHARGE COUPLE DEVICE電荷藕合器件）
CMOS：互補金屬氧化物半導體

? ? ? ? CCD與CMOS Sensor是當前被普遍采用的兩種影像感測組件，基本上兩者都是利用感光二極管（photodiode）進行光與電的轉換，將影像轉換為數字信息，而其主要差異則在數字信號傳送方式的不同。

? ? ?? CCD傳感器每一行中每一個像素（pixel）的電荷信號都會依序傳送到下一個像素中，由最底端的部分輸出，再經由傳感器邊緣的放大器進行放大輸出；而在CMOS傳感器中，每個像素都會連接一個放大器及模/數轉換電路，用類似內存電路的方式將信號輸出。

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造成這種差異的原因，在于CCD的特殊制程可保持信號在傳輸時不會失真，因此各個像素的信息可集合至邊緣處再做放大處理；而CMOS制程的數據在傳送較長的距離時會產生噪聲，因此必須先行放大再整合各個像素的數據。

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　　由于數據傳送方式不同，因此CCD與CMOS傳感器在成像效果與應用上也有不少差異，這些差異包括靈敏度、成本、分辨率、噪聲與耗電量等。

　　靈敏度差異
　　由于CMOS傳感器每個像素由四個晶體管與一個感光二極管所構成（含放大器與A/D轉換電路），使得每個像素的感光區域遠小于像素本身的表面積，因此在像素尺寸（pixel size）相同的情況下，CMOS傳感器的靈敏度會低于CCD傳感器。


　　成本差異
　　由于CMOS傳感器采用一般半導體電路最常用的CMOS制程，可以輕易地將周邊電路（如AGC、CDS、Timing generator或DSP等）整合到傳感器芯片中，因此可以節省外圍芯片所需負擔的成本；而CCD由于采用電荷傳遞的方式傳輸信息，只要其中有一個像素不能工作，就會導致一整排的信息不能傳送，因此控制CCD傳感器的良品率比CMOS傳感器更加困難，因此通常CCD傳感器的成本會高于CMOS傳感器。


　　分辨率差異
　　如上所述，CMOS傳感器的每個像素都比CCD傳感器更加復雜，其pixel size很難達到CCD傳感器的水準，因此，當我們比較相同尺寸的CCD與CMOS傳感器時，CCD傳感器的分辨率通常會優于CMOS傳感器的水準。

? ? ?? 噪聲差異
　　由于CMOS傳感器每個感光二極管都需搭配一個放大器，而放大器屬于模擬電路，很難讓每個放大器所得到的結果維持一致性，因此與只有一個放大器放在芯片邊緣的CCD傳感器比較之下，CMOS傳感器的噪聲就會增加很多，影響圖像品質。

　　耗電量差異
　 ? CMOS傳感器的影像捕獲方式為主動式，感光二極管所產生的電荷會直接由旁邊的晶體管放大輸出，但CCD傳感器則為被動式捕獲，需外加電壓讓每個像素中的電荷移動，而這外加電壓通常需要12～18V的水準；因此，CCD傳感器除了在電源管理線路設計上的難度更高之外（需外加power IC），高驅動電壓更使其耗電量遠高于CMOS傳感器。

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? ? ? ? 雖然相同尺寸下CCD分辨率要高于CMOS，但如果不考慮尺寸限制，CMOS優勢則在大尺寸率下能創建更逼真的圖像，即景物還原度高，因此在高分辨率下CMOS將更有優勢。此外，CMOS的響應速度要快過CCD，它更適合高清監控中大數據量的特性。

? ? ? ? 因此，雖然CCD和CMOS在不同的應用場景下各有優勢，但隨著CMOS處理器和技術的發展，以及高清CMOS的價格下降，在高清百萬像素級IPCamera的市場中CMOS會占據更多的市場，并且在未來使用CMOS傳感器的會越來越多。

? ? ? ? 在CCD應用中，大部分功能都是在相機的電路板上進行的。當應用需要修改時，設計人員可以改動電路而無需重新設計圖像芯片。在CMOS圖像傳感器中，電荷轉換成電壓的工作是在每一像素上進行。CMOS圖像芯片在像素級把電荷轉換成電壓，而大部分的功能則集成進芯片。這樣所有功能可通過單一電源工作，并能夠實現依照感興趣區域或是開窗靈活讀出圖像。

（開窗：在給定范圍(窗口)內顯示或提取數據庫中部分數據的過程。）

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總結

以上是生活随笔為你收集整理的CMOS和CCD相机对比的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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