CCD CMOS两者优缺点的比较

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1、CCD CMOS两者优缺点的比较2012-6-20 来源： 作者：监控摄像机厂家两者优缺点的比较CCD CMOS设计单一感光器感光器连接放大器灵敏度同样面积下高感光开口小，灵敏度低成本线路品质影响程度高，成本高CMOS整合集成，成本低解析度连接复杂度低，解析度高低，新技术高噪点比单一放大，噪点低百万放大，噪点高 功耗比需外加电压，功耗高直接放大，功耗低由于构造上的基本差异，我们可以表列出两者在性能上的表现之不同。CCD的特色在于充分保 持信号在传输时不失真（专属通道设计），透过每一个像素集合至单一放大器上再做统一处理，可以保持 资料的完整性；CMOS的制程较简单，没有专属通道的设计，因此必须先

2、行放大再整合各个像素的资料。整体来说，CCD与CMOS两种设计的应用，反应在成像效果上，形成包括ISO感光度、制 造成本、解析度、噪点与耗电量等，不同类型的差异：ISO感光度差异：由于CMOS每个像素包含了放大器与A/D转换电路，过多的额外设备压缩 单一像素的感光区域的表面积，因此相同像素下，同样大小之感光器尺寸，CMOS的感光度会低于CCD。成本差异:CMOS应用半导体工业常用的MOS制程，可以一次整合全部周边设施于单晶片中， 节省加工晶片所需负担的成本和良率的损失；相对地CCD采用电荷传递的方式输出资讯，必须另辟传输 通道，如果通道中有一个像素故障（Fail），就会导致一整排的讯号壅塞，无

3、法传递，因此CCD的良率比 CMOS低，加上另辟传输通道和外加ADC等周边，CCD的制造成本相对高于CMOS。解析度差异：在第一点“感光度差异”中，由于CMOS每个像素的结构比CCD复杂，其感光开 口不及CCD大，相对比较相同尺寸的CCD与CMOS感光器时,CCD感光器的解析度通常会优于CMOS。 不过，如果跳脱尺寸限制，目前业界的CMOS感光原件已经可达到1400万像素/全片幅的设计，CMOS 技术在量率上的优势可以克服大尺寸感光原件制造上的困难，特别是全片幅24mm-by-36mm这样的大小。噪点差异：由于CMOS每个感光二极体旁都搭配一个ADC放大器，如果以百万像素计，那么 就需要百万个

4、以上的ADC放大器，虽然是统一制造下的产品，但是每个放大器或多或少都有些微的差异 存在，很难达到放大同步的效果，对比单一个放大器的CCD，CMOS最终计算出的噪点就比较多。耗电量差异：CMOS的影像电荷驱动方式为主动式，感光二极体所产生的电荷会直接由旁边的 电晶体做放大输出；但CCD却为被动式，必须外加电压让每个像素中的电荷移动至传输通道。而这外加 电压通常需要12伏特（V）以上的水平，因此CCD还必须要有更精密的电源线路设计和耐压强度，高驱 动电压使CCD的电量远高于CMOS。尽管CCD在影像品质等各方面均优于CMOS，但不可否认的CMOS具有低成本、低耗电以及 高整合度的特性。由于数码影像

5、的需求热烈，CMOS的低成本和稳定供货，成为厂商的最爱，也因此其制 造技术不断地改良更新，使得CCD与CMOS两者的差异逐渐缩小。新一代的CCD朝向耗电量减少作 为改进目标，以期进入照相手机的行动通讯市场；CMOS系列，则开始朝向大尺寸面积与高速影像处理晶 片统合，藉由后续的影像处理修正噪点以及画质表现，特别是Canon系列的EOS D30、EOS 300D的 成功，足见高速影像处理晶片已经可以胜任高像素CMOS所产生的影像处理时间与能力的缩短；另外， 大尺寸全片幅则以Kodak DCS Pro14n、DCS Pro/n、DCS Pro/c这一系列的数码机身为号召，CMOS未来 跨足高阶的影像市场产品，前景可期。