百万像素高清摄像中CCD与CMOS的分析比较

合集下载

ccd与cmos传感技术的原理、作用及其区别对比详解

ccd与cmos传感技术的原理、作用及其区别对比详解无论是CCD还是CMOS，它们都采用感光元件作为影像捕获的基本手段，CCD/CMOS感光元件的核心都是一个感光二极管（photodiode），该二极管在接受光线照射之后能够产生输出电流，而电流的强度则与光照的强度对应。

但在周边组成上，CCD的感光元件与CMOS的感光元件并不相同，前者的感光元件除了感光二极管之外，包括一个用于控制相邻电荷的存储单元，感光二极管占据了绝大多数面积—换一种说法就是，CCD感光元件中的有效感光面积较大，在同等条件下可接收到较强的光信号，对应的输出电信号也更明晰。

而CMOS感光元件的构成就比较复杂，除处于核心地位的感光二极管之外，它还包括放大器与模数转换电路，每个像点的构成为一个感光二极管和三颗晶体管，而感光二极管占据的面积只是整个元件的一小部分，造成CMOS传感器的开口率远低于CCD （开口率：有效感光区域与整个感光元件的面积比值）；这样在接受同等光照及元件大小相同的情况下，CMOS感光元件所能捕捉到的光信号就明显小于CCD元件，灵敏度较低；体现在输出结果上，就是CMOS传感器捕捉到的图像内容不如CCD传感器来得丰富，图像细节丢失情况严重且噪声明显，这也是早期CMOS 传感器只能用于低端场合的一大原因。

CMOS开口率低造成的另一个麻烦在于，它的像素点密度无法做到媲美CCD的地步，因为随着密度的提高，感光元件的比重面积将因此缩小，而CMOS开口率太低，有效感光区域小得可怜，图像细节丢失情况会愈为严重。

因此在传感器尺寸相同的前提下，CCD 的像素规模总是高于同时期的CMOS传感器，这也是CMOS长期以来都未能进入主流数码相机市场的重要原因之一。

每个感光元件对应图像传感器中的一个像点，由于感光元件只能感应光的强度，无法捕获色彩信息，因此必须在感光元件上方覆盖彩色滤光片。

在这方面，不同的传感器厂商有不同的解决方案，最常用的做法是覆盖RGB红绿蓝三色滤光片，以1：2：1的构成由四个像点构成一个彩色像素（即红蓝滤光片分别覆盖一个像点，剩下的两个像点都覆盖绿色滤光片），采取这种比例的原因是人眼对绿色较为敏感。

解惑CMOS与CCD区别何在

能同时捕获所有颜色，不仅保证了彩色文件和黑白文
CMOS的高速扫描仪发展提供了样板。
总体说来，虽然目前CMOS和CCD在很多成像领域还各
CMOS以其高集成
而从发展趋势上看，单就高速扫描仪来说，无疑采用
传感器是更为合适的选择。要实现高速扫描，首选就
CMOS在高速
CMOS更容
CMOS高速低噪的工作特点将更符合用户的实际
而为了实现高精度的专业扫描，佳能还在制造更符合行
CMOS，比如其独创的3-线CMOS维色彩校正。相
1-线传感器一次只能交替捕获红、绿、蓝颜色，3-线
ADC(放大兼类比数字信号转换器)，信号
竞争引发进步，CCD和CMOS传感器技术都在各自的劣
新一代的CCD传感器一直在功耗上作改
CMOS传感器则在改善分辨率与灵敏度方面的不足。
比如，OmniVision于2004
0V5610 CMOS 5百万像素图像传感器，它的重要
CCD影像品质的CMOS图
CMOS在成像品质上的追求就显得更为游
CMOS将走向何方
既然说CMOS代表了新一代的成像方式，那么咱就看看
CCD和CMOS在制造上的主要区别是：CCD是集成在半
CMOS是集成在被称做金属氧化物的半
CMOS传感器采用一般半导体电路最
CMOS工艺，可以轻易地将周边电路(如AGC、CDS、
或DSP等)集成到传感器芯片中；而CCD采
CCD传感器的成品率
CMOS传感器低得多。
而另一方面，CMOS还继续在成像的通透性、对实物的
CMOS阵营的重要厂商佳
CMOS器件。作为掌握
CMOS传感器技术的主要厂商之一，佳能为进一步增强
扫描质量，特地研发了感光度增强技术，进而通过使

CCD与CMOS的区别

在传统观念中，CCD代表着高解析度、低噪点等优点，而CMOS由于噪点问题，一直与电脑摄像头、手机摄像头等对画质要求不高的电子产品联系在一起。

但是现在CMOS摄像机绝非只局限于简单的应用，甚至发展于高清系列。

首先我们还是从CCD和CMOS的不同工作原理说起。

CCDCCD在工作时，上百万个像素感光后会生成上百万个电荷，所有的电荷全部经过一个“放大器”进行电压转变，形成电子信号，因此，这个“放大器”就成为了一个制约图像处理速度的“瓶颈”，所有电荷由单一通道输出，就像千军万马从一座桥上通过，当数据量大的时候就发生信号“拥堵”，而HDV格式却恰恰需要在短时间内处理大量数据，因此，在民用级产品中使用单CCD无法满足高速读取高清数据的需要。

而CMOS则不同，每个像素点都有一个单独的放大器转换输出，因此CMOS没有CCD的“瓶颈”问题，能够在短时间内处理大量数据，输出高清影像，因此也能都满足高清HDV的需求。

另外，CMOS工作所需要的电压比CCD低很多，功耗大约只有CCD的1/3。

因此,电池尺寸可以做得更小，使得摄像机的体积也就做得更小。

而且，每个CMOS都有单独的数据处理能力，这也大大减少的集成电路的体积，这也让高清数码摄像机得以实现小型化。

CCD1. 什么是CCD摄像机?CCD是Charge Coupled Device(电荷耦合器件)的缩写，它是一种半导体成像器件，因而具有灵敏度高、抗强光、畸变小、体积小、寿命长、抗震动等优点。

2. CCD摄像机的工作方式被摄物体的图像经过镜头聚焦至CCD芯片上，CCD根据光的强弱积累相应比例的电荷，各个像素积累的电荷在视频时序的控制下，逐点外移，经滤波、放大处理后，形成视频信号输出。

视频信号连接到监视器或电视机的视频输入端便可以看到与原始图像相同的视频图像。

CCD摄像机的工作方式3. CCD芯片的尺寸CCD的成像尺寸常用的有1/2"、1/3"等，成像尺寸越小的摄像机的体积可以做得更小些。

解惑CMOS与CCD区别何在

解惑CMOS与CCD区别何在人们经常在成像市场上，听到CMOS与CCD的技术词汇，但很多人并不明白它们究竟为何物?不知如何区分，给产品选购带来了困惑。

的确，这两大类主要的感光元件，已经形成了两大差异化应用阵营，各有优势。

因此大家也有必要了解一下这两种技术本质上的差别!原理相同，结构有异CCD与CMOS传感器是当前被普遍采用的两种图像传感器。

CCD(电荷耦合器件)是前辈，自1969年在贝尔试验室研制成功以来，它经历多年发展，从初期的10多万像素发展至今，已经非常成熟，应用于多个领域。

而CMOS(互补金属氧化物半导体)则是后来者，它诞生于1998年，这类新型的图像传感技术被认为是代表未来的技术方向。

它们两者都是利用感光二极管(photodiode)进行光电转换，将图像转换为数字数据，而其主要差异是数字数据传送的方式不同，原理与“太阳能电池”效应相近，光线越强、电力越强；反之，电力也越弱。

只是CCD和CMOS的实现结构(ADC的位置和数量)有所差异。

简单地说，CCD每曝光一次，在快门关闭后进行像素转移处理，将每一行中每一个像素(pixel)的电荷信号依序传人“缓冲器”中，由底端的线路引导输出至CCD旁的放大器进行放大，再串联ADC输出。

相对的，CMOS的设计中每个像素旁就直接连着ADC(放大兼类比数字信号转换器)，信号直接放大并转换成数字信号。

竞争引发进步，CCD和CMOS传感器技术都在各自的劣势中试图补齐短板。

新一代的CCD传感器一直在功耗上作改进，而CMOS传感器则在改善分辨率与灵敏度方面的不足。

二者在品质上的差距在不断缩小，比如，OmniVision于2004年就推出了0V5610 CMOS 5百万像素图像传感器，它的重要意义就在于它成为第一个能够输出CCD影像品质的CMOS图像传感器。

从此，CMOS在成像品质上的追求就显得更为游刃有余了。

CMOS将走向何方既然说CMOS代表了新一代的成像方式，那么咱就看看它又会有什么样的发展。

CMOS与CCD的灵敏度比较

CMOS和CCD是两种不同的光电转换技术，两者也经历了不同的技术发展阶段。

当前CMOS图像传感器科技发展迅猛，整个安防领域从Sensor端开始竞争白热化，在Ipcam、模拟高清的噱头效应下，已经很少有人关注CCD，这从绝大多数安防企业不再向Sony下计划，以及传闻Sony计划停产CCD就能看出端倪。

但从CMOS和CCD的比较而言，了解两者之间的差异，在琳琅满目的传感器应用方案面前，根据实际应用进行选择，选对方案，有很重要的实际意义，特别是在激烈竞争中的战略选型。

下面就两种图像传感技术的主要特点差异在应用端的实际意义进行简单的描述。

CCD图像传感器和CMOS图像传感器的主要技术指标有像素、靶面尺寸、感光度、电子快门、帧率和信噪比，等等。

帧率代表单位时间所记录或者播放的图片的数量，连续播放一系列图片就会产生动画效果，根据人类的视觉系统，当图片的播放速度大于15幅/秒的时候，人眼就基本看不出来图片的跳跃;在达到24幅/s～30幅/s之间时就已经基本觉察不到闪烁现象了。

每秒的帧数，或者帧率表示图形传感器在处理场时每秒钟能够更新的次数。

高的帧率可以得到更流畅、更逼真的视觉体验。

靶面尺寸，也就是图像传感器感光部分的大小。

一般用英寸来表示，和电视机一样，通常这个数据指的是这个图像传感器的对角线长度，如常见的有1/3英寸，靶面越大，意味着通光量越好，而靶面越小则比较容易获得更大的景深。

比如1/2英寸可以有比较大的通光量，而1/4英寸可以比较容易获得较大的景深。

自Sony创造Super HAD CCD到EXVIEW HAD CDD一直统治着CCD 甚至整个安防领域的市场。

除了品牌效应、品质信心、需求惯性以外，是因为CCD最大的产品特性就是感光灵敏度更好，EXVIEW HAD CCD更是在近红外成像部分有更大的突破，夜视效果更佳出色。

国产MCCD采取首创三级Fd技术，更是在CCD基础上取得了更高的灵敏度和动态范围，可以呈现更完美的夜视效果。

CCD与CMOS的差异对比

CCD与CMOS的差异对比
1、CMOS－采用滚动曝光（rolling shutter）,在监控目标物品快速移
动时画面容易产生拖尾、重影(见图一)，并容易产生色飘（见图二）
图一
图二
2、CMOS－采用全景曝光（global shutter）,每一帧图像都可清晰、
适合的图像分辨率，在监控目标快速移动时画面真实，适合大型平安城市治安及路面监控的需求（图三、图四）。

图三
图四
3、CMOS－没有快门概念，在高亮场景会出现过度曝光现象
4、CCD－可以设置快门，也可适应外界光线的变化（快门值
1/50`~1/10000连续可调），另通过设置快门可对快速运动物体捕捉。

5、摄像机的清楚度取决于图像传感器的性能，CCD与CMOS两种感
光芯片相比，CCD传感器在低照度、分辨率、噪声控制、高质量图像输出、动态影像表现方面都要优于COMS，所以绝大部分专业摄像机仍是选择CCD作为感光芯片，且高清百万像素网络摄像机选用的Sony最高级ICX系列感光芯片具超低敏捷度照度，在黑暗的环境下取得更清楚的图像，是普通摄像机无法实现的。

6、武汉市公安局在《武汉市城市视频监控系统适用产品供货资格（第
一批）政府采购项目》招标文件中对IP摄像机产品要求“采用1/3英寸CCD传感器”。

CCD和COMS之比较

感光元件CCD及CMOS对比介绍1CCD和CMOS物理结构区别CCD英文全名ChargeCoupledDevice，感光耦合元件，CCD为数码相机中可记录光线变化的半导体，通常以百万像素〈megapixel〉为单位。

数码相机规格中的多少百万像素，指的就是CCD的解析度，也代表着这台数位相机的CCD上有多少感光元件。

CCD主要材质为硅晶半导体，基本原理类似CASIO计算机上的太阳能电池，透过光电效应，由感光元件表面感应来源光线，从而转换成储存电荷的能力。

CCD 元件上安排有通道线路，将这些电荷传输至放大解码原件，就能还原所有CCD上感光元件产生的信号，并构成了一幅完整的画面。

CMOS英文全名ComplementaryMetal-OxideSemiconductor，互补性氧化金属半导体，CMOS和CCD一样同为在数码相机中可记录光线变化的半导体，外观上几乎无分轩轾。

但，CMOS的制造技术和CCD不同，反而比较接近一般电脑晶片。

CMOS的材质主要是利用硅和锗这两种元素所做成的半导体，使其在CMOS上共存着带N（带-电）和P（带+电）级的半导体，这两个互补效应所产生的电流即可被处理晶片纪录和解读成影像。

图1CCD与COMS原件实物图2CCD与CMOS结构对比CMOS对抗CCD的优势在于成本低，耗电需求少,便于制造,可以与影像处理电路同处于一个晶片上。

但由于上述的缺点，CMOS只能在经济型的数码相机市场中生存。

比较CCD和CMOS的结构，放大器的位置和数量是最大的不同之处,简单地解释：CCD每曝光一次，自快门关闭或是内部时脉自动断线（电子快门）后,即进行像素转移处理，将每一行中每一个像素（pixel）的电荷信号依序传入『缓冲器（电荷储存器）』中，由底端的线路导引输出至CCD旁的放大器进行放大，再串联ADC（类比数字模拟转换器）输出；相对地，在CMOS传感器中，每个象素都会邻接一个放大器及A/D转换电路，用类似内存电路的方式将数据输出。

ccd与cmos的区别及六大硬件技术指标

ccd与cmos的区别及六大硬件技术指标CCD由许多感光单位组成，通常以百万像素为单位。

当CCD表面受到光线照射时，每个感光单位会将电荷反映在组件上，所有的感光单位所产生的信号加在一起，就构成了一幅完整的画面。

CCD的比较显著特点是：1.技术成熟2.成像质量高3.灵敏度高，噪声低，动态范围大;4.响应速度快，有自扫描功能，图像畸变小，无残像;5.应用超大规模集成电路工艺技术生产，像素集成度高，尺寸精确。

评价一个CCD传感器好坏的指标有很多，例如像素数、CCD尺寸、信噪比等等。

其中像素数以及CCD的尺寸是最重要的指标。

像素数是指CCD上感光元件的数量。

我们可以把我们所拍摄到的画面理解为由很多个小的点组成，每个点就是一个像素。

显然，像素数越多，画面就会越清晰，如果CCD没有足够的像素的话，拍摄出来的画面的清晰度就会大受影响。

因此，CCD的像素数量应该越多越好。

但是为了得到更好的画质而增加了CCD的像素数后又必定会导致一个问题，那就是CCD制造成本的增加以及成品率下降。

所以针对成本等一系列的问题，一种成本更低、功耗更低以及高整合度的CMOS传感器横空出世了。

CMOS本是计算机系统内一种重要的芯片，保存了系统引导最基本的资料。

CMOS的制造技术和一般计算机芯片没什么差别，主要是利用硅和锗这两种元素所做成的半导体，使其在CMOS上共存着带负电的N极和带正电的P极的半导体，这两个一正一负互补效应所产生的电流即可被处理芯片纪录和转换成影像。

后来发现CMOS经过加工也可以作为数码摄影中的图像传感器。

CMOS图像传感器是一种典型的固体成像传感器，与CCD有着共同的历史渊源。

CMOS 图像传感器通常由像敏单元阵列、行驱动器、列驱动器、时序控制逻辑、AD转换器、数据总线输出接口、控制接口等几部分组成，这几部分通常都被集成在同一块硅片上。

其工作过程一般可分为复位、光电转换、积分、读出几部分。

CMOS的光电信息转换功能与CCD的基本相似，区别就在于这两种传感器的光电转换后信息传送的方式不同。

监控摄像头CCD和CMOS究竟哪个好

监控摄像头CCD和CMOS究竟哪个好————高清监控监控测评和应用场合首先说一下在闭路电视监控闭路电视监控闭路电视监控闭路电视监控中摄像机的CCD 和CMOS 的结构，ADC的位置和数量是最大的不同。

简单的说，CCD 每曝光一次，在快门关闭后进行像素转移处理，将每一行中每一个像素（pixel）的电荷信号依序传入“缓冲器”中，由底端的线路引导输出至 CCD 旁的放大器进行放大，再串联 ADC 输出；相对地，CMOS 的设计中每个像素旁就直接连着 ADC （放大兼类比数字信号转换器），讯号直接放大并转换成数字信号。

由于构造上的基本差异，我们可以表列出两者在性能上的表现之不同。

CCD 的特色在于充分保持信号在传输时不失真（专属通道设计），透过每一个像素集合至单一放大器上再做统一处理，可以保持资料的完整性；CMOS的制程较简单，没有专属通道的设计，因此必须先行放大再整合各个像素的资料。

整体来说，CCD与CMOS 两种设计的应用，反应在成像效果上，形成包括 ISO 感光度、制造成本、解析度、噪点与耗电量等，不同类型的差异： ISO 感光度差异：由于CMOS 每个像素包含了放大器与A/D转换电路，过多的额外设备压缩单一像素的感光区域的表面积，因此相同像素下，同样大小之感光器尺寸，CMOS的感光度会低于CCD。

成本差异：CMOS 应用半导体工业常用的MOS制程，可以一次整合全部周边设施于单晶片中，节省加工晶片所需负担的成本和良率的损失；相对地 CCD 采用电荷传递的方式输出资讯，必须另辟传输通道，如果通道中有一个像素故障（Fail），就会导致一整排的讯号壅塞，无法传递，因此CCD 的良率比CMOS低，加上另辟传输通道和外加 ADC 等周边，CCD的制造成本相对高于CMOS。

解析度差异：在第一点“感光度差异”中，由于 CMOS 每个像素的结构比 CCD 复杂，其感光开口不及CCD大，相对比较相同尺寸的CCD与CMOS感光器时，CCD 感光器的解析度通常会优于CMOS。

CCD和CMOS摄像头区别

CCD和CMOS摄像头的区别本文主要介绍了在闭路电视监控中摄像机的CCD与CMOS的区别：包括摄像机CCD和CMOS 摄像头的优缺点比较、结构上的差异、ISO感光度差异、成本差异、解析度差异、噪点差异和耗电量差异。

首先说一下在闭路电视监控中摄像机的CCD 和CMOS 的结构，ADC的位置和数量是最大的不同。

简单的说，CCD每曝光一次，在快门关闭后进行像素转移处理，将每一行中每一个像素（pixel）的电荷信号依序传入“缓冲器”中，由底端的线路引导输出至 CCD 旁的放大器进行放大，再串联 ADC 输出；相对地，CMOS 的设计中每个像素旁就直接连着 ADC （放大兼类比数字信号转换器），讯号直接放大并转换成数字信号。

两者优缺点的比较CCDCMOS设计单一感光器感光器连接放大器灵敏度同样面积下高感光开口小，灵敏度低成本线路品质影响程度高，成本高CMOS整合集成，成本低解析度连接复杂度低，解析度高低，新技术高噪点比单一放大，噪点低百万放大，噪点高功耗比需外加电压，功耗高直接放大，功耗低由于构造上的基本差异，我们可以表列出两者在性能上的表现之不同。

CCD的特色在于充分保持信号在传输时不失真（专属通道设计），透过每一个像素集合至单一放大器上再做统一处理，可以保持资料的完整性；CMOS的制程较简单，没有专属通道的设计，因此必须先行放大再整合各个像素的资料。

整体来说，CCD与CMOS 两种设计的应用，反应在成像效果上，形成包括 ISO 感光度、制造成本、解析度、噪点与耗电量等，不同类型的差异：ISO 感光度差异：由于CMOS 每个像素包含了放大器与A/D转换电路，过多的额外设备压缩单一像素的感光区域的表面积，因此相同像素下，同样大小之感光器尺寸，CMOS 的感光度会低于CCD。

成本差异：CMOS 应用半导体工业常用的MOS制程，可以一次整合全部周边设施于单晶片中，节省加工晶片所需负担的成本和良率的损失；相对地 CCD 采用电荷传递的方式输出资讯，必须另辟传输通道，如果通道中有一个像素故障（Fail），就会导致一整排的讯号壅塞，无法传递，因此CCD的良率比CMOS低，加上另辟传输通道和外加 ADC 等周边，CCD 的制造成本相对高于CMOS。

CMOS和CCD成像系统优劣之争

智能传感技术大作业CMOS和CCD成像系统优劣之争班级：021152学号：02115098姓名：李东櫆CMOS和CCD成像系统优劣之争【摘要】随着多媒体、数字电视、数码相机、可视通信等领域的热度逐渐增加，CMOS 图像传感器的应用前景更加广阔。

以数码相机为例，短短几年内，其分辨率就由几十万像素，发展到1000万、2000万像素甚至更高。

CMOS图像传感器逐步侵占传统上由CCD图像传感器覆盖的应用领域，图像传感器的领域正面临着一个重大转折。

而对于CMOS和CCD的优劣，业界也有着很大的争执。

本文将分析CMOS和CCD的成像原理，比较两者在成像质量等各方面的优劣。

一、CCD传感器工作原理电荷藕合器件图像传感器CCD（Charge Coupled Device），是一种新型光电转换器件，用一种高感光度的半导体材料制成，它能存储由光产生的信号电荷。

当对它施加特定时序的脉冲时，其存储的信号电荷便可在CCD内作定向传输而实现自扫描。

通过模数转换器芯片转换成数字信号，数字信号经过压缩以后由相机内部的闪速存储器或内置硬盘卡保存。

它主要由光敏单元、输入结构和输出结构等组成。

它具有光电转换、信息存贮和延时等功能。

CCD是由许多个光敏像元按一定规律排列组成的。

每个像元就是一个MOS 电容器(大多为光敏二极管)，它是在P 型Si衬底表面上用氧化的办法生成1层厚度约为1000A～1500A的SiO2,再在SiO2表面蒸镀一金属层(多晶硅)，在衬底和金属电极间加上1个偏置电压，就构成1个MOS电容器。

当有1束光线投射到MOS电容器上时，光子穿过透明电极及氧化层，进入P型Si衬底，衬底中处于价带的电子将吸收光子的能量而跃入导带。

光子进入衬底时产生的电子跃迁形成电子－空穴对，电子－空穴对在外加电场的作用下，分别向电极的两端移动，这就是信号电荷。

这些信号电荷储存在由电极形成的“势阱”中。

MOS电容器的电荷储存容量可由下式求得：QS=Ci×VG×A式中：QS是电荷储存量；Ci是单位面积氧化层的电容；VG是外加偏置电压；A是MOS电容栅的面积。

照相机镜头CCD与CMOS有什么区别？

照相机镜头CCD与CMOS有什么区别？我们在购买相机或是摄像机时，都会看到使用CMOS镜头或是CCD镜头，那么CCD与CMOS是什么意思呢，CCD与CMOS的区别是什么？首先，让我们了解CCD与CMOS的意思。

CCDCCD使用一种高感光度的半导体材料制成，能把光线转变成电荷，通过模数转换器芯片转换成数字信号，数字信号经过压缩以后由相机内部的闪速存储器或内置硬盘卡保存，因而可以轻而易举地把数据传输给计算机，并借助于计算机的处理手段，根据需要和想像来修改图像。

CCD由许多感光单位组成，通常以百万像素为单位。

当CCD表面受到光线照射时，每个感光单位会将电荷反映在组件上，所有的感光单位所产生的信号加在一起，就构成了一幅完整的画面。

CCD和传统底片相比，CCD 更接近于人眼对视觉的工作方式。

只不过，人眼的视网膜是由负责光强度感应的杆细胞和色彩感应的锥细胞，分工合作组成视觉感应。

CCD经过长达35年的发展，大致的形状和运作方式都已经定型。

CCD 的组成主要是由一个类似马赛克的网格、聚光镜片以及垫于最底下的电子线路矩阵所组成。

目前有能力生产CCD 的公司分别为：SONY、Philips、Kodak、Matsushita、Fuji和Sharp，大半是日本厂商。

目前主要有两种类型的CCD光敏元件，分别是线性CCD和矩阵性CCD。

线性CCD用于高分辨率的静态照相机，它每次只拍摄图象的一条线，这与平板扫描仪扫描照片的方法相同。

这种CCD精度高，速度慢，无法用来拍摄移动的物体，也无法使用闪光灯。

矩阵式CCD，它的每一个光敏元件代表图象中的一个像素，当快门打开时，整个图象一次同时曝光。

通常矩阵式CCD用来处理色彩的方法有两种。

一种是将彩色滤镜嵌在CCD矩阵中，相近的像素使用不同颜色的滤镜。

典型的有G-R-G-B和C-Y-G-M两种排列方式。

这两种排列方式成像的原理都是一样的。

在记录照片的过程中，相机内部的微处理器从每个像素获得信号，将相邻的四个点合成为一个像素点。

ccd与cmos的区别

数码相机CCD和CMOS的区别有鉴于许多网友询问CCD 与CMOS 的主要差别。

我们暂时撇开复杂的技术文字，透过简单的比较来看这两种不同类型，作用相同的影像感光元件。

不管，CCD 或CMOS，基本上两者都是利用矽感光二极体（photodiode）进行光与电的转换。

这种转换的原理与各位手上具备“太阳电能”电子计算机的“太阳能电池”效应相近，光线越强、电力越强；反之，光线越弱、电力也越弱的道理，将光影像转换为电子数字信号。

比较CCD 和CMOS 的结构，ADC的位置和数量是最大的不同。

简单的说，按我们在上一讲“CCD 感光元件的工作原理（上）”中所提之内容。

CCD每曝光一次，在快门关闭后进行像素转移处理，将每一行中每一个像素（pixel）的电荷信号依序传入“缓冲器”中，由底端的线路引导输出至CCD 旁的放大器进行放大，再串联ADC 输出；相对地，CMOS 的设计中每个像素旁就直接连着ADC（放大兼类比数字信号转换器），讯号直接放大并转换成数字信号。

两者优缺点的比较CCD CMOS设计单一感光器感光器连接放大器灵敏度同样面积下高感光开口小，灵敏度低成本线路品质影响程度高，成本高CMOS整合集成，成本低解析度连接复杂度低，解析度高低，新技术高噪点比单一放大，噪点低百万放大，噪点高功耗比需外加电压，功耗高直接放大，功耗低由于构造上的基本差异，我们可以表列出两者在性能上的表现之不同。

CCD的特色在于充分保持信号在传输时不失真（专属通道设计），透过每一个像素集合至单一放大器上再做统一处理，可以保持资料的完整性；CMOS的制程较简单，没有专属通道的设计，因此必须先行放大再整合各个像素的资料。

整体来说，CCD 与CMOS 两种设计的应用，反应在成像效果上，形成包括ISO 感光度、制造成本、解析度、噪点与耗电量等，不同类型的差异：ISO 感光度差异：由于CMOS 每个像素包含了放大器与A/D转换电路，过多的额外设备压缩单一像素的感光区域的表面积，因此相同像素下，同样大小之感光器尺寸，CMOS 的感光度会低于CCD。

CCD与CMOS图像传感器特点比较

一、CCD图像传感器
CCD，也被称为电荷耦合器件，是一种特殊的半导体器件，其基本原理是在半导体上通过一系列的电荷感应和电荷转移过程来生成图像。这种传感器的主要优点包括高灵敏度、低噪声、出色的色彩再现能力和相对较高的图像质量。
1、高灵敏度和低噪声：CCD的独特设计使其对光线非常敏感，而且能够将入射的光线转化为电荷，从而在图像传感器中形成明暗对比。同时，其低噪声特性使得图像的细节和清晰度得以保持。
CMOS与CCD图像传感器的未来发展趋势
随着技术的不断进步，CMOS和CCD图像传感器都在不断发展，以适应不断变化的应用需求。在未来，这两种传感器的发展趋势可能包括：
1、CMOS传感器的高性能化：随着CMOS制造工艺的不断进步，CMOS传感器的性能将得到进一步提升。例如，通过改进像素结构、增加读取速度等方式，可以使得CMOS传感器在高分辨率、高灵敏度和高速读取等方面取得更好的表现。
2、色彩再现能力出色：CCD的Bayer滤波器设计可以提供优秀的色彩再现，从而在色彩要求高的应用中，如彩色摄影和视频拍摄中表现出色。
3、图像质量较高：由于CCD的电荷转移特性，其可以提供较高的图像分辨率和对比度，从而在图像的清晰度和细节方面表现出色。
二、CMOS图像传感器
CMOS，全称互补金属氧化物半导体，是一种常见的半导体制造工艺，被广泛应用于各种电子设备中。在图像传感器领域，CMOS因其低功耗、高集成度和低成本等优点而得到广泛应用。
3、实时图像处理能力：CMOS传感器通常与处理电路一起使用，可以实时进行图像处理，这在一些需要即时反应的应用中非常有用，例如在无人驾驶汽车或无人机中。
参考内容
引言
图像传感器在许多领域都有广泛应用，如摄影、监控、医疗成像和科学仪器等。在图像传感器市场上，CMOS和CCD是最常见的两种技术，它们各有优缺点，各有适用的场景。本次演示将对CMOS和CCD图像传感器进行比较研究，并探讨它们的未来发展趋势。

简单说CCD摄像机与CMOS摄像机最大的区别是前者采集的是模拟信号

简单说CCD摄像机与CMOS摄像机最大的区别是前者采集的是模拟信号，以线数来区分，后者采集的是数字信号以像素区分。

CCD是Charge Coupled Device(电荷耦合器件)的缩写，它是一种半导体成像器件，因而具有灵敏度高、抗强光、畸变小、体积小、寿命长、抗震动等优点。

安全防范系统中，图像的生成当前主要是来自CCD摄像机,CCD是电荷耦合器件（charge coupled deice)的简称，它能够将光线变为电荷并将电荷存储及转移，也可将存储之电荷取出使电压发生变化，因此是理想的摄像机元件，以其构成的CCD摄像机具有体积小、重量轻、部受磁场影响、具有抗震东和撞击之特性而被广泛应用。

CMOS称为“互补金属氧化物半导体”，CMOS实际上只是将晶体管放在硅块上的技术，没有更多的含义。

传感器被称为CMOS传感器只是为了区别于CCD传感器，与传感器处理影像的真正方法无关。

简单的说CCD摄像机的优势是夜间感光度好，CMOS摄像机的优势是能获得100万以上像素的高清画面，这是CCD摄像机无法比拟的。

由于数据传送方式不同，因此CCD与CMOS传感器在效能与应用上也有诸多差异，这些差异包括：1. 灵敏度差异：由于CMOS传感器的每个象素由四个晶体管与一个感光二极管构成（含放大器与A/D转换电路），使得每个象素的感光区域远小于象素本身的表面积，因此在象素尺寸相同的情况下，CMOS传感器的灵敏度要低于CCD传感器。

2. 成本差异：由于CMOS传感器采用一般半导体电路最常用的CMOS工艺，可以轻易地将周边电路（如AGC、CDS、Timing generator、或DSP等）集成到传感器芯片中，因此可以节省外围芯片的成本；除此之外，由于CCD采用电荷传递的方式传送数据，只要其中有一个象素不能运行，就会导致一整排的数据不能传送，因此控制CCD传感器的成品率比CMOS传感器困难许多，即使有经验的厂商也很难在产品问世的半年内突破50%的水平，因此，CCD传感器的成本会高于CMOS传感器。

CCD与COMS的区别优缺点

像机图像传感器应用现状自从上世纪60年代末期，美国贝尔实验室提出固态成像器件概念后，固体图像传感器便得到了迅速发展，成为传感技术中的一个重要分支，它是PC机多媒体不可缺少的外设，也是监控系统摄像机的核心器件。

CMOS与CCD技术自诞生以来，它们的抢位之争自诞生至今就没有停止过。

正如您所知道的一样，目前安防监控摄像机的图像传感器基础技术，主要也是CCD和CMOS两种技术。

目前市面上的模拟摄像机多是CCD为主，而网络摄像机特别是今年兴起的百万像素级高清网络摄像机，尤以CMOS技术应用居多。

其实CMOS图像传感器与CCD图像传感器的研究几乎是同时起步，但由于受当时工艺水平的限制，CMOS图像传感器图像质量差、分辨率低、噪声降不下来和光照灵敏度不够，因而没有得到重视和发展，通常用于一些电脑摄像头、手机摄像头等对画质要求不高的电子产品等设备上，以至于CMOS成了低端的代名词。

而CCD器件因为有光照灵敏度高、噪音低、像素多等优点一直主宰着图像传感器市场。

由于集成电路设计技术和工艺水平的提高，CMOS图像传感器过去存在的缺点，现在都可以找到办法克服，而且它固有的优点更是CCD器件所无法比拟的，因而它再次成为近年来研究的热点。

现在CMOS图像传感器不但应用于市场上千万像素级的中高端DSLR单反相机，也成为安防监控行业百万像素高清网络摄像机首选图像传感器件。

CMOS和CCD技术的差异CCD与CMOS传感器是当前被普遍采用的两种图像传感器，两者都是利用感光二极管(photodiode)进行光电转换，将图像转换为数字数据，而其主要差异是数字数据传送的方式不同。

这种转换的原理与“太阳能电池”效应相近，光线越强、电力越强；反之，光线越弱、电力也越弱的道理，将光影像转换为电子数字信号。

比较 CCD 和 CMOS 的结构，ADC的位置和数量是最大的不同。

简单的说，CCD每曝光一次，在快门关闭后进行像素转移处理，将每一行中每一个像素（pixel）的电荷信号依序传入“缓冲器”中，由底端的线路引导输出至 CCD 旁的放大器进行放大，再串联 ADC 输出；相对地，CMOS 的设计中每个像素旁就直接连着 ADC（放大兼类比数字信号转换器），讯号直接放大并转换成数字信号。

CCD与CMOS的比较

CCD与CMOS的技术、前景比较CCD与COMS传感器是当前被普遍采用的两种图像传感器，两者都是利用感光二极管进行光电转换，将图像转换为数字数据，而其主要差异是数字数据传送的方式不同。

CCD传感器中每一行中每一个象素的电荷都会依次传送到下一个象素中，由最底端部分输出会，再经由传感器边缘的放大器进行放大输出；而在COMS传感器中，每个象素都会邻接一个放大器A/D转换电路，用类似内存电路的方式将数据输出。

造成这种差异的原因在于：CCD的特殊工艺可保证在传送时不会失真，因此保个象素的数据可汇聚至边缘再进行放大处理；而COMS 工艺产数据在传送距离较长时会产生噪声，因此必须先放大，再整合各个象素的数据。

由于数据传送方式不同，因此CCD与COMS传感器在效能与应用上也有诸多差异。

这些差异包括：灵敏度灵敏度代表传感器的光敏单元收集光子产生电信号的能力。

CCD图像传感器灵敏度较COMS图像传感器高30%~50%。

这主要因为CCD像元耗尽区深度可达10MM，具有可见光及近红外光谱段的完全收集能力。

COMS图像传感器由于采用0.18-0.5mm标准CMOS工艺。

由于采用低电阻率硅片须保持低工作电压，像元耗尽区深度只有1~2MM，其吸收截止波长小于650nm，导致像元对红外及近红外光吸收困难。

噪声差异由于CMOS传感器的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保持一致，因此与只有一个放大器放在芯片边缘的CCD传感器相比，CMOS传感器的噪声就会增加很多，影响图像质量。

功耗差异CMOS传感器的图像采集方式为主动式，感光二极管所产生的电荷会直接由晶体管放大输出，但CCD传感器为被动式采集，需外加电压让每个象素中的电荷移动，因此外加电源通常需达到12-18V；因此，CCD传感器除了在电源管理电路设计上的难度之外（需外加powerIC）,高驱动电压更使功耗远高于CMOS 传感器的水平。

CMOS和CCD监控摄像机的区别数码相机所用

CMOS和CCD监控摄像机的区别数码相机所用CMOS和CCD监控摄像机的区别数码相机所用CMOS和CCD监控摄像机的区别数码相机所用CCD 监控摄像机目前的技术比较成熟，在尺寸方面也具有一定的优势（由于工艺方面的原因CMOS的尺寸无法做的很大），但其工艺复杂、成本高、耗电量大、像素提升难度大等问题也是不可否认的。

而CMOS由于制造工艺简单，因此可以在普通半导体生产线上进行生产，其制造成本比较低廉。

CCD 和CMOS各自的利弊，我们可以从技术的角度来比较两者主要存在的区别：（a）信息读取方式不同CCD传感器存储的电荷信息需在同步信号控制下一位一位的实施转移后读取，电荷信息转移和读取输出需要有时钟控制电路和三组不同的电源相配合，整个电路较为复杂。

CMOS 传感器经光电转换后直接产生电流（或电压）信号，信号读取十分简单。

（b）速度有所差别CCD传感器需在同步时钟的控制下以行为单位一位一位的输出信息，速度较慢；而CMOS传感器采集光信号的同时就可以取出电信号，还能同时处理各单元的图象信息，速度比CCD快很多。

（c）电源及耗电量CCD传感器电荷耦合器大多需要三组电源供电，耗电量较大；CMOS传感器只需使用一个电源，耗电量非常小，仅为CCD电荷耦合器的1/8到1/10，CMOS光电传感器在节能方面具有很大优势。

（d）成像质量CCD传感器制作技术起步较早，技术相对成熟，采用PN结合二氧化硅隔离层隔离噪声，成像质量相对CMOS传感器有一定优势。

由于CMOS传感器集成度高，光电传感元件与电路之间距离很近，相互之间的光、电、磁干扰较为严重，噪声对图象质量影响很大。

CCD与CMOS两种传感器在“内部结构”和“外部结构”上都是不同的。

内部结构（传感器本身的结构）CCD的成像点为X－Y纵横矩阵排列，每个成像点由一个光电二极管和其控制的一个邻近电荷存储区组成。

光电二极管将光线（光量子）转换为电荷（电子），聚集的电子数量与光线的强度成正比。

CCD与CMOS的区别

CCD与CMOS的区别CCD与CMOS的区别有：1、灵敏度差异由于CMOS传感器的每个象素由四个晶体管与一个感光二极管构成(含放大器与A/D转换电路)，使得每个象素的感光区域远小于象素本身的表面积，因此在象素尺寸相同的情况下，CMOS传感器的灵敏度要低于CCD传感器。

2、成本差异由于CMOS传感器采用一般半导体电路最常用的CMOS工艺，可以轻易地将周边电路(如AGC、CDS、Timing generator、或DSP 等)集成到传感器芯片中，因此可以节省外围芯片的成本。

由于CCD采用电荷传递的方式传送数据，只要其中有一个象素不能运行，就会导致一整排的数据不能传送，因此控制CCD传感器的成品率比CMOS传感器困难许多，即使有经验的厂商也很难在产品问世的半年内突破50%的水平，因此，CCD传感器的成本会高于CMOS 传感器。

3、分辨率差异CMOS传感器的每个象素都比CCD传感器复杂，其象素尺寸很难达到CCD传感器的水平，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传感器的水平。

4、噪声差异由于CMOS传感器的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保持一致，因此与只有一个放大器放在芯片边缘的CCD传感器相比，CMOS传感器的噪声就会增加很多，影响图像品质。

5、功耗差异CMOS传感器的图像采集方式为主动式，感光二极管所产生的电荷会直接由晶体管放大输出，但CCD传感器为被动式采集，需外加电压让每个象素中的电荷移动，而此外加电压通常需要达到12~18V。

因此，CCD传感器除了在电源管理电路设计上的难度更高之外(需外加power IC)，高驱动电压更使其功耗远高于CMOS传感器的水平。

评论匿名用户2016-09-12CMOS结构相对简单，与现有的大规模集成电路生产工艺相同，从而生产成本可以降低。

从原理上，CMOS的信号是以点为单位的电荷信号，而CCD是以行为单位的电流信号，前者更为敏感，速度也更快，更为省电。