CCD 與CMOS 圖像傳感器區(qū)別在哪里？

時(shí)間：2022-12-07作者：深圳海木芯科技有限公司瀏覽：84

1、 成像過(guò)程 CCD 與CMOS 圖像傳感器光電轉(zhuǎn)換的原理相同，他們較主要的差別在于信號(hào)的讀出過(guò)程不同；由于CCD僅有一個(gè)（或少數(shù)幾個(gè)）輸出節(jié)點(diǎn)統(tǒng)一讀出，其信號(hào)輸出的一致性非常好；而CMOS 芯片中，每個(gè)像素都有各自的信號(hào)放大器，各自進(jìn)行電荷-電壓的轉(zhuǎn)換，其信號(hào)輸出的一致性較差。但是CCD 為了讀出整幅圖像信號(hào)，要求輸出放大器的信號(hào)帶寬較寬，而在CMOS 芯片中，每個(gè)像元中的放大器的帶寬要求較低，大大降低了芯片的功耗，這就是CMOS芯片功耗比CCD 要低的主要原因。盡管降低了功耗，但是數(shù)以百萬(wàn)的放大器的不一致性卻帶來(lái)了較高的固定噪聲，這又是CMOS 相對(duì)CCD 的固有劣勢(shì)。

2、 集成性 從制造工藝的角度看，CCD 中電路和器件是集成在半導(dǎo)體單晶材料商，工藝較復(fù)雜，世界上只有少數(shù)幾家廠商能夠生產(chǎn)CCD 晶元，如DALSA、SONY、松下等。CCD 僅能輸出模擬電信號(hào)，需要后續(xù)的地址譯碼器、模擬轉(zhuǎn)換器、圖像信號(hào)處理器處理，并且還需要提供三組不同電壓的電源同步時(shí)鐘控制電路，集成度非常低。而CMOS是集成在被稱作金屬氧化物的版單體材料上，這種工藝與生產(chǎn)數(shù)以萬(wàn)計(jì)的計(jì)算機(jī)芯片和存儲(chǔ)設(shè)備等半導(dǎo)體集成電路的工藝相同，因此聲場(chǎng)CMOS 的成本相對(duì)CCD 低很多。同時(shí)CMOS 芯片能將圖像信號(hào)放大器、信號(hào)讀取電路、A/D 轉(zhuǎn)換電路、圖像信號(hào)處理器及控制器等集成到一塊芯片上，只需一塊芯片就可以實(shí)現(xiàn)相機(jī)的所有基本功能，集成度很高，芯片級(jí)相機(jī)概念就是從這產(chǎn)生的。隨著CMOS 成像技術(shù)的不斷發(fā)展，可以提供高品質(zhì)的CMOS 成像芯片，包括：Micron、 CMOSIS、Cypress等。

3、 速度 CCD 采用逐個(gè)光敏輸出，只能按照規(guī)定的程序輸出，速度較慢。CMOS 有多個(gè)電荷-電壓轉(zhuǎn)換器和行列開關(guān)控制，讀出速度快很多，目前大部分500fps 以上的高速相機(jī)都是CMOS 相機(jī)。此外CMOS 的地址選通開關(guān)可以隨機(jī)采樣，實(shí)現(xiàn)子窗口輸出，在僅輸出子窗口圖像時(shí)可以獲得較高的速度。

4、噪聲 CCD 技術(shù)發(fā)展較早，比較成熟，采用PN 結(jié)或二氧化硅（SiO2）隔離層隔離噪聲，成像質(zhì)量相對(duì)CMOS 光電傳感器有一定優(yōu)勢(shì)。由于CMOS 圖像傳感器集成度高，各元件、電路之間距離很近，干擾比較嚴(yán)重，噪聲對(duì)圖像質(zhì)量影響很大。近年，隨著CMOS 電路消噪技術(shù)的不斷發(fā)展，為生產(chǎn)高密度優(yōu)質(zhì)的CMOS 圖像傳感器提供了良好的條件。


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