數(shù)碼像機(jī)攝像機(jī)元件CCD和COMS有什么差別

　　CCD 或 CMOS，基本上兩者都是利用矽感光二極體（photodiode）進(jìn)行光與電的轉(zhuǎn)換。這種轉(zhuǎn)換的原理與各位手上具備“太陽電能”電子計算機(jī)的“太陽能電池”效應(yīng)相近，光線越強(qiáng)、電力越強(qiáng)；反之，光線越弱、電力也越弱的道理，將光影像轉(zhuǎn)換為電子數(shù)字信號?！　”容^ CCD 和 CMOS 的結(jié)構(gòu)，ADC的位置和數(shù)量是最大的不同。簡易的說，按我們在上一講“CCD 感光元件的工作原理（上）”中所提之內(nèi)容。CCD每曝光一次，在快門關(guān)掉后進(jìn)行像素轉(zhuǎn)移處理，將每一行中每一個像素（pixel）的電荷信號依序傳入“緩沖器”中，由底端的線路引導(dǎo)輸出至 CCD 旁的放大器進(jìn)行放大，再串聯(lián) ADC 輸出；相對地，CMOS 的設(shè)計中每個像素旁就直接連著 ADC（放大兼類比數(shù)字信號轉(zhuǎn)換器），訊號直接放大并轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號?！　烧邇?yōu)缺點的比較　　CCD CMOS　　設(shè)計 單一感光器 感光器連接放大器　　靈活度 同樣面積下高 感光開口小，靈活度低　　成本 線路品質(zhì)影響程度高，成本高 CMOS整合集成，成本低　　解析度 連接復(fù)雜度低，解析度高 低，新技術(shù)高　　噪點比 單一放大，噪點低 百萬放大，噪點高　　功耗比 需外加電壓，功耗高 直接放大，功耗低　　由于構(gòu)造上的基本差異，我們可以表列出兩者在性能上的表現(xiàn)之不同。CCD的特色在于充分保持信號在傳輸時不失真（專屬通道設(shè)計），透過每一個像素集合至單一放大器上再做統(tǒng)一處理，可以保持資料的完整性；CMOS的制程較簡易，沒有專屬通道的設(shè)計，因此必須先行放大再整合各個像素的資料?！　≌w來說，CCD 與 CMOS 兩種設(shè)計的應(yīng)用，反應(yīng)在成像效果上，形成包含 ISO 感光度、制造成本、解析度、噪點與耗電量等，不同類型的差異：　　ISO 感光度差異：由于 CMOS 每個像素包含了放大器與A/D轉(zhuǎn)換電路，過多的額外設(shè)備壓縮單一像素的感光區(qū)域的表面積，因此 相同像素下，同樣大小之感光器尺寸，CMOS的感光度會低于CCD。　　成本差異：CMOS 應(yīng)用半導(dǎo)體工業(yè)常用的 MOS制程，可以一次整合全部周邊設(shè)施于單晶片中，節(jié)省加工晶片所需負(fù)擔(dān)的成本 和良率的損失；相對地 CCD 采用電荷傳遞的方式輸出資訊，必須另辟傳輸通道，如果通道中有一個像素故障（Fail），就會導(dǎo)致一整排的 訊號壅塞，沒法傳遞，因此CCD的良率比CMOS低，加上另辟傳輸通道和外加 ADC 等周邊，CCD的制造成本相對高于CMOS?！　〗馕龆炔町悾涸诘谝稽c“感光度差異”中，由于 CMOS 每個像素的結(jié)構(gòu)比 CCD 復(fù)雜，其感光開口不及CCD大， 相對比較相同尺寸的CCD與CMOS感光器時，CCD感光器的解析度通常會優(yōu)于CMOS。不過，如果跳脫尺寸限制，目前業(yè)界的CMOS 感光原件已經(jīng)可達(dá)到1400萬 像素 / 全片幅的設(shè)計，CMOS 技術(shù)在量率上的優(yōu)勢可以克服大尺寸感光原件制造上的困難，特別是全片幅 24mm-by-36mm 這樣的大小?！　≡朦c差異：由于CMOS每個感光二極體旁都搭配一個 ADC 放大器，如果以百萬像素計，那么就需要百萬個以上的 ADC 放大器，雖然是統(tǒng)一制造下的產(chǎn)品，但是每個放大器或多或少都有些微的差異存在，很難達(dá)到放大同步的效果，對比單一個放大器的CCD，CMOS最終計算出的噪點就比較多。　　耗電量差異：CMOS的影像電荷驅(qū)動方式為主動式，感光二極體所產(chǎn)生的電荷會直接由旁邊的電晶體做放大輸出；但CCD卻為被動式， 必須外加電壓讓每個像素中的電荷移動至傳輸通道。而這外加電壓通常需要12伏特（V）以上的水平，因此 CCD 還必需要有更精密的電源線路設(shè)計和耐壓強(qiáng)度，高驅(qū)動電壓使 CCD 的電量遠(yuǎn)高于CMOS。