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

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

? ? ?? CCD傳感器每一行中每一個(gè)像素（pixel）的電荷信號(hào)都會(huì)依序傳送到下一個(gè)像素中，由最底端的部分輸出，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)像素都會(huì)連接一個(gè)放大器及模/數(shù)轉(zhuǎn)換電路，用類似內(nèi)存電路的方式將信號(hào)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(hào)在傳輸時(shí)不會(huì)失真，因此各個(gè)像素的信息可集合至邊緣處再做放大處理；而CMOS制程的數(shù)據(jù)在傳送較長(zhǎng)的距離時(shí)會(huì)產(chǎn)生噪聲，因此必須先行放大再整合各個(gè)像素的數(shù)據(jù)。

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　　由于數(shù)據(jù)傳送方式不同，因此CCD與CMOS傳感器在成像效果與應(yīng)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(gè)像素由四個(gè)晶體管與一個(gè)感光二極管所構(gòu)成（含放大器與A/D轉(zhuǎn)換電路），使得每個(gè)像素的感光區(qū)域遠(yuǎn)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(huì)低于CCD傳感器。


　　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(jié)省外圍芯片所需負(fù)擔(dān)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(gè)像素不能工作，就會(huì)導(dǎo)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(huì)高于CMOS傳感器。


　　分辨率差異
　　如上所述，CMOS傳感器的每個(gè)像素都比CCD傳感器更加復(fù)雜，其pixel size很難達(dá)到CCD傳感器的水準(zhǔn)，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傳感器的水準(zhǔn)。

? ? ?? 噪聲差異
　　由于CMOS傳感器每個(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)果維持一致性，因此與只有一個(gè)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(huì)增加很多，影響圖像品質(zhì)。

　　耗電量差異
　 ? CMOS傳感器的影像捕獲方式為主動(dòng)式，感光二極管所產(chǎn)生的電荷會(huì)直接由旁邊的晶體管放大輸出，但CCD傳感器則為被動(dòng)式捕獲，需外加電壓讓每個(gè)像素中的電荷移動(dòng)，而這外加電壓通常需要12～18V的水準(zhǔn)；因此，CCD傳感器除了在電源管理線路設(shè)計(jì)上的難度更高之外（需外加power IC），高驅(qū)動(dòng)電壓更使其耗電量遠(yuǎn)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(yōu)勢(shì)則在大尺寸率下能創(chuàng)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(yōu)勢(shì)。此外，CMOS的響應(yīng)速度要快過CCD，它更適合高清監(jiān)控中大數(shù)據(jù)量的特性。

? ? ? ? 因此，雖然CCD和CMOS在不同的應(yīng)用場(chǎng)景下各有優(yōu)勢(shì)，但隨著CMOS處理器和技術(shù)的發(fā)展，以及高清CMOS的價(jià)格下降，在高清百萬像素級(jí)IPCamera的市場(chǎng)中CMOS會(huì)占據(jù)更多的市場(chǎng)，并且在未來使用CMOS傳感器的會(huì)越來越多。

? ? ? ? 在CCD應(yīng)用中，大部分功能都是在相機(jī)的電路板上進(jìn)行的。當(dāng)應(yīng)用需要修改時(shí)，設(shè)計(jì)人員可以改動(dòng)電路而無需重新設(shè)計(jì)圖像芯片。在CMOS圖像傳感器中，電荷轉(zhuǎn)換成電壓的工作是在每一像素上進(jìn)行。CMOS圖像芯片在像素級(jí)把電荷轉(zhuǎn)換成電壓，而大部分的功能則集成進(jìn)芯片。這樣所有功能可通過單一電源工作，并能夠?qū)崿F(xiàn)依照感興趣區(qū)域或是開窗靈活讀出圖像。

（開窗：在給定范圍(窗口)內(nèi)顯示或提取數(shù)據(jù)庫中部分?jǐn)?shù)據(jù)的過程。）

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總結(jié)

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

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