ccd是不是真的比cmos差
CCD CMOS
設(shè)計 單一感光器 感光器連接放大器
靈敏度 同樣面積下高 感光開口小,靈敏度低
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的制程較簡單,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。
整體來說,CCD 與 CMOS 兩種設(shè)計的應(yīng)用,反應(yīng)在成像效果上,形成包括 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)省加工晶片所需負擔的成本 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,無法傳遞,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。
解析度差異:在第一點“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。
噪點差異: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 還必須要有更精密的電源線路設(shè)計和耐壓強度,高驅(qū)動電壓使 CCD 的電量遠高于CMOS。
盡管 CCD 在影像品質(zhì)等各方面均優(yōu)于CMOS,但不可否認的CMOS具有低成本、低耗電以及高整合度的特性。 由于數(shù)碼影像的需求熱烈,CMOS的低成本和穩(wěn)定供貨,成為廠商的最愛,也因此其制造技術(shù)不斷地改良更新,使得 CCD 與 CMOS 兩者的差異逐漸縮小 。新一代的CCD朝向耗電量減少作為改進目標,以期進入照相手機的行動通訊市場;CMOS系列,則開始朝向大尺寸面積與高速影像處理晶片統(tǒng)合,藉由后續(xù)的影像處理修正噪點以及畫質(zhì)表現(xiàn), 特別是 Canon 系列的 EOS D30 、EOS 300D 的成功,足見高速影像處理晶片已經(jīng)可以勝任高像素 CMOS 所產(chǎn)生的影像處理時間與能力的縮短;另外,大尺寸全片幅則以 Kodak DCS Pro14n、DCS Pro/n、DCS Pro/c 這一系列的數(shù)碼機身為號召,CMOS未來跨足高階的影像市場產(chǎn)品,前景可期。
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