CMOS和CCD相机对比

CCD（CHARGE COUPLE DEVICE电荷藕合器件）
CMOS：互补金属氧化物半导体

CCD与CMOS Sensor是当前被普遍采用的两种影像感测组件，基本上两者都是利用感光二极管（photodiode）进行光与电的转换，将影像转换为数字信息，而其主要差异则在数字信号传送方式的不同。

CCD传感器每一行中每一个像素（pixel）的电荷信号都会依序传送到下一个像素中，由最底端的部分输出，再经由传感器边缘的放大器进行放大输出；而在CMOS传感器中，每个像素都会连接一个放大器及模/数转换电路，用类似内存电路的方式将信号输出。

造成这种差异的原因，在于CCD的特殊制程可保持信号在传输时不会失真，因此各个像素的信息可集合至边缘处再做放大处理；而CMOS制程的数据在传送较长的距离时会产生噪声，因此必须先行放大再整合各个像素的数据。

　　由于数据传送方式不同，因此CCD与CMOS传感器在成像效果与应用上也有不少差异，这些差异包括灵敏度、成本、分辨率、噪声与耗电量等。

　　灵敏度差异
　　由于CMOS传感器每个像素由四个晶体管与一个感光二极管所构成（含放大器与A/D转换电路），使得每个像素的感光区域远小于像素本身的表面积，因此在像素尺寸（pixel size）相同的情况下，CMOS传感器的灵敏度会低于CCD传感器。

　　成本差异
　　由于CMOS传感器采用一般半导体电路最常用的CMOS制程，可以轻易地将周边电路（如AGC、CDS、Timing generator或DSP等）整合到传感器芯片中，因此可以节省外围芯片所需负担的成本；而CCD由于采用电荷传递的方式传输信息，只要其中有一个像素不能工作，就会导致一整排的信息不能传送，因此控制CCD传感器的良品率比CMOS传感器更加困难，因此通常CCD传感器的成本会高于CMOS传感器。

　　分辨率差异
　　如上所述，CMOS传感器的每个像素都比CCD传感器更加复杂，其pixel size很难达到CCD传感器的水准，因此，当我们比较相同尺寸的CCD与CMOS传感器时，CCD传感器的分辨率通常会优于CMOS传感器的水准。

噪声差异
　　由于CMOS传感器每个感光二极管都需搭配一个放大器，而放大器属于模拟电路，很难让每个放大器所得到的结果维持一致性，因此与只有一个放大器放在芯片边缘的CCD传感器比较之下，CMOS传感器的噪声就会增加很多，影响图像品质。

　　耗电量差异
　 CMOS传感器的影像捕获方式为主动式，感光二极管所产生的电荷会直接由旁边的晶体管放大输出，但CCD传感器则为被动式捕获，需外加电压让每个像素中的电荷移动，而这外加电压通常需要12～18V的水准；因此，CCD传感器除了在电源管理线路设计上的难度更高之外（需外加power IC），高驱动电压更使其耗电量远高于CMOS传感器。

虽然相同尺寸下CCD分辨率要高于CMOS，但如果不考虑尺寸限制，CMOS优势则在大尺寸率下能创建更逼真的图像，即景物还原度高，因此在高分辨率下CMOS将更有优势。此外，CMOS的响应速度要快过CCD，它更适合高清监控中大数据量的特性。

因此，虽然CCD和CMOS在不同的应用场景下各有优势，但随着CMOS处理器和技术的发展，以及高清CMOS的价格下降，在高清百万像素级IPCamera的市场中CMOS会占据更多的市场，并且在未来使用CMOS传感器的会越来越多。

在CCD应用中，大部分功能都是在相机的电路板上进行的。当应用需要修改时，设计人员可以改动电路而无需重新设计图像芯片。在CMOS图像传感器中，电荷转换成电压的工作是在每一像素上进行。CMOS图像芯片在像素级把电荷转换成电压，而大部分的功能则集成进芯片。这样所有功能可通过单一电源工作，并能够实现依照感兴趣区域或是开窗灵活读出图像。

（开窗：在给定范围(窗口)内显示或提取数据库中部分数据的过程。）

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