cmos和ccd的区别是什么

　　在周边的结构中，CCD的受光元件与CMOS的受光元件不同，前者的受光元件除了受光二极管以外，还包括用于控制相邻电荷的存储单元，受光二极管占大部分的面积。 换言之，CCD光接收器件的有效光接收面积大，在相同的条件下能够接收强光信号，并且对应的输出电信号也更明确。 另一方面，CMOS受光元件的结构复杂，除了位于中心的受光二极管以外，还包括放大器和模数转换电路，各像点由一个受光二极管和三个晶体管构成，但受光二极管所占的面积仅为元件整体的一小部分这样，在接收同等光的元件的大小相同的情况下，CMOS受光元件能够捕捉的光信号与CCD元件相比明显小，灵敏度低； 其结果，CMOS传感器捕捉到的图像的内容不比CCD传感器丰富，图像的细节丢失，噪声明显，这也是初期的CMOS传感器只能在低端的情况下使用的一大原因。

　　CMOS的低开口率带来的另一个问题是，该像素的点密度还不与CCD相媲美。 这是因为随着密度的提高，受光元件的比重面积缩小，CMOS的开口率过低，有效受光区域变小，图像细节的丢失变得严重。 因此，在假设传感器尺寸相同的前提下，CCD的像素规模始终比同步的CMOS传感器高，这也是CMOS长期未能进入主流的数字照相机市场的重要原因之一。 每个光敏元件对应于图像传感器中的一个像点，因为光敏元件只能感知光的强度，不能捕获颜色信息，所以必须在光敏元件上面戴上滤色器。 在这方面，不同的传感器制造商有不同的解决方案。 最常见的方法是覆盖RGB红绿蓝三色滤镜，1:2:1的配置由4个像点组成1个彩色像素。 也就是说，红蓝滤镜每个都覆盖一个像点，剩下的两个像点都覆盖绿色滤镜。 采取这个比率是因为人眼对绿色很敏感。 索尼四色CCD技术将其中的一个绿色滤光片称为祖母绿(英文Emerald，部分媒体称为e通道)，从而构成新的r、g、b、e四色方案。 所有的技术方案都需要事先明确，四个像素可以构成一个彩色像素。

　　当接收光时，受光元件会产生对应的电流，电流的大小与光的强度相对应，因此从受光元件直接输出的电信号是模拟的。 在CCD传感器中，各个受光元件不进行进一步的处理，直接输出到下一个受光元件的存储器单元，将该元件生成的模拟信号结合后输出到第三个受光元件，在结合最后的受光元件的信号后依次类推，直到形成统一的输出。 由于光电元件生成的电信号非常微弱，不能直接进行模数转换工作，所以这些输出数据必须进行统一的放大处理——该任务由CCD传感器中的放大器专门负责，经过放大器处理后，各像点的电信号强度相同然而，因为CCD自身不能将模拟信号直接转换为数字信号，所以需要用专用模数转换芯片对其进行处理，最终以二进制数字图像矩阵的形式输出到专用DSP处理芯片。 对于CMOS传感器，上述工作流程完全不适用。

　　CMOS传感器的每个光接收元件内置有直接放大器和模数转换逻辑，光接收二极管接收光以生成模拟电信号，然后电信号首先被该光接收元件的放大器放大，然后直接转换为对应的数字信号。 即，在CMOS传感器中，各受光元件生成最终数字输出，将得到的数字信号合成并直接发送到DSP芯片进行处理，但CMOS受光元件的放大器是模拟设备，能够严格地保持各像点的倍率恒定在最终输出结果中出现的问题是，在图像中产生大量的噪声，质量明显低于CCD

　　使用将CCD(chargecoupleddevice )光转换为电荷的高灵敏度半导体材料，用模数转换芯片将数字信号转换为数字信号，并将数字信号压缩后保存到相机内部的闪存或内置硬盘卡中，因此可以简单地进行数据传输CCD由许多感光单位组成，通常以百万像素为单位。 当光照射到CCD的表面时，各受光单元将电荷反映到单元中，所有受光单元发出的信号被相加，构成完整的画面。

　　CMOS :互补金属氧化物半导体(

　　complementary metal-oxide semiconductor (与CCD一样，是能够由数码相机记录光变化的半导体。 CMOS的制造技术和一般的计算机芯片没什么区别。 主要是利用硅和锗两种元素制成的半导体，CMOS中共有n (带-电)级和p (带)级半导体，这两种互补效应产生的电流由处理芯片记录，并作为图像解读。 但是，CMOS的缺点是容易产生噪声。 这主要是因为在初始设计中，CMOS在处理快速变化的图像时，由于电流变化过于频繁而产生过热。

　　CCD的优点是图像质量好，但制造工序复杂，只有少数制造商能掌握，因此制造成本高，特别是大型CCD非常昂贵。 在相同分辨率下，CMOS的价格比CCD便宜，但由CMOS设备生成的图像的质量比CCD稍低。 到目前为止，市面上几乎所有的消费级和高端数码相机都使用CCD作为传感器； CMOS传感器作为低端产品应用于几款相机，如果某个相机厂商使用CCD传感器，厂商一定会以它为卖点大肆宣传，甚至冠以“数码相机”的名号。 一时之间，是否有CCD传感器已成为判断数码相机等级的标准之一。

　　CMOS图像传感器的一个优点是电源消耗比CCD低。 CCD为了提供优异的图像质量，以较高的电源消耗为代价。 为了使电荷传输顺利，降低噪声，需要改善高电压差的传输效果。 但是，CMOS图像传感器可以将每像素的电荷转换为电压，在读取前放大，用3.3V电源驱动，因此比CCD的电源消耗量低。 CMOS图像传感器的另一个优点是与外围电路具有很好的一致性，可以将ADC和信号处理器集成在一起，实现大幅小型化。

　　噪声： CMOS需要每个受光二极管组合一个放大器，因此100万像素需要100万个以上的放大器。 放大器是模拟电路，很难使每个放大器获得的结果一致，因此与只有一个放大器位于芯片边缘的CCD传感器相比，CMOS传感器的噪声大幅增加，会影响画质。

　　功耗： CMOS传感器的图像采集方式为主动式，光电二极管产生的电荷直接由旁边的晶体管放大输出； 另一方面，由于CCD传感器是无源采集的，所以需要施加电压才能将每个像素的电荷转移到传输通道中。 由于该外加电压通常需要12~18V，所以CCD需要更精密的电源线设计和耐压强度，高驱动电压使得CCD的功耗远远高于CMOS。 CMOS的功耗只有CCD的1/8到1/10。

　　成本：由于CMOS传感器在普通半导体电路中采用了最普通的CMOS工艺，可以将AGC、CDS、timinggenerator、DSP等外围电路简单集成在传感器芯片上，从而节约了外围芯片的成本； 另外一方面，由于CCD是以电荷传输方式传输数据，如果其中的一个像素不动作，就不能传输排成一列的数据，所以控制CCD传感器的成品率比CMOS传感器要难得多，即使是有经验的制造商也在产品上市的半年内

　　CCD和CMOS传感器的前景CCD在图像质量等方面优于CMOS，但CMOS具有低成本、低功耗、高一致性的特点。 然而随着CCD和CMOS传感器技术的进步，两者的差异逐渐减小，下一代的CCD传感器在功耗方面得到了改善，但CMOS传感器在分辨率和灵敏度方面仍然不足。 我相信不断发展的CCD和CMOS传感器会给我们带来更好的数字图像世界。

　　暗电流)暗电流是在光没有入射时从光电二极管发射的电流量，理想的图像传感器的暗电流应该为0，但实际上各像素的光电二极管同时起到电容的作用，当电荷从电容逐渐发射时，光没有入射暗电流是影响图像质量的主要因素之一。

　　随着数码相机、手机相机的兴起，图像传感器逐渐成为半导体产品中最耀眼的明星之一，在图像传感器中，日商独占的CCD传感器和百家争鸣的CMOS传感器都可以克服自身的缺陷，成为市场的主流技术因此，本文首先介绍CCD和CMOS传感器原理的区别，然后讨论各大厂商的技术发展路线图，了解这些不同的图像传感器在应用市场的发展趋势。 CCD与CMOS传感器技术的区别

　　CCD和CMOS传感器是当前普遍采用的两种图像传感器，两者都是使用光电二极管进行光电转换并将图像转换为数字数据，但主要不同的是数字数据的传输方式。 CCD传感器各行的各像素的电荷数据依次传输到下一个像素，从最下部输出，经由传感器边缘的放大器放大输出； 另一方面，在CMOS传感器中，每个像素都相邻有放大器和A/D转换电路，通过类似存储器电路的方式输出数据。 造成这种差异的原因是，CCD的特殊工艺保证了数据在传输时不会失真，因此可以将各像素的数据集中到边缘后进行放大处理。 CMOS工艺的数据在传输距离长时会产生噪声，需要进行放大后再合并各像素的数据。

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