数码相机CCD和CMOS的区别
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数码相机CCD和CMOS的区别
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进行光与电的转换。
这种转换的原理与我们手上具备“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，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，两者在性能上的表现也不同。
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。
不过，如果跳脱尺寸限制，目前业界的CMOS 感光原件已经可达到1400万像素/ 全片幅的设计，CMOS 技术在量率上的优势可以克服大尺寸感光原件制造上的困难，特别是全片幅
24mm-by-36mm 这样的大小.
噪点差异：由于CMOS每个感光二极体旁都搭配一个ADC 放大器，如果以百万像素计，那么就需要百万个以上的ADC 放大器，虽然是统一制造下的产品，但是每个放大器或多或少都有些微的差异存在，很难达到放大同步的效果，对比单一个放大器的CCD，CMOS 最终计算出的噪点就比较多。
耗电量差异：CMOS的影像电荷驱动方式为主动式，感光二极体所产生的电荷会直接由旁边的电晶体做放大输出；但CCD却为被
动式，必须外加电压让每个像素中的电荷移动至传输通道。
而这外加电压通常需要12伏特（V）以上的水平，因此CCD 还必须要有更精密的电源线路设计和耐压强度，高驱动电压使CCD 的电量远高于CMOS。
尽管CCD 在影像品质等各方面均优于CMOS，但不可否认的CMOS具有低成本、低耗电以及高整合度的特性。
由于数码影像的需求热烈，CMOS的低成本和稳定供货，成为厂商的最爱，也因此其制造技术不断地改良更新，使得CCD 与CMOS 两者的差异逐渐缩小。
新一代的CCD朝向耗电量减少作为改进目标，以期进入照相手机的行动通讯市场；CMOS系列，则开始朝向大尺寸面积与高速影像处理晶片统合，藉由后续的影像处理修正噪点以及画质表现，特别是Canon 系列的EOS D30 、EOS 300D 的成功，足见高速影像处理晶片已经可以胜任高像素CMOS 所产生的影像处理时间与能力的缩短；另外，大尺寸全片幅则以Kodak DCS Pro14n、DCS Pro/n、DCS Pro/c 这一系列的数码机身为号召，CMOS未来跨足高阶的影像市场产品，前景可期。
CD——英文Charge Couple Device的缩写，中文名称“电荷耦合器件”。
CMOS——英文Complementary Metal-Oxide Semiconductor的缩写，中文名称为“互补金属氧化物半导体”。
CCD技术成熟，成像质量好，毕竟它是现在应用的最广泛的成像元件，优点在于
1）CCD从一开始就是为图像而生。
CCD从根本上说，就是采用为
图像和电荷传输优化设计的制造技术。
这种技术，保证了CCD的性能不会因为减小像素尺寸，而发生降低。
这种专用技术的应用，当然也造成了CCD的一大劣势－－不能集成其他图像处理功能到这块传感器上。
2）CCD传感器从根本上避免了由于像素窜扰产生的固定图样噪声-FPN，以及暂时噪声。
而这两种噪音在CMOS上是永远不能避免的。
但它也有其缺点：
1）耗电量大。
早期的数码相机有“电老虎”的“美誉”，主要原因之一便来自CCD。
虽然现在采用低温多晶硅显示屏等低能耗的部件在一定程度上降低了相机的功率，但CCD依然是数码相机的耗电大户——CCD从数码相机一开机便随时保持着工作状态，更是无谓地消耗大量的电能。
2）工艺复杂，成本较高。
CCD复杂的结构决定了它制造工艺的复杂性，因而到目前为止，CCD还只有为数不多的几家电子产业巨头能生产。
3）像素提升难度大。
CCD前两个缺点也直接导致了这一个缺点，CCD 像素提升无非是通过两个途径：第一，保持感光元件单位面积不变而增大CCD面积，在大面积CCD上集成更多的感光元件。
但是这种方式会导致CCD成品率降低，制造成本更高，功耗更大，在民用领域这是不现实的；第二，缩小感光元件单位面积，在现有水平的CCD 面积上集成更多感光元件。
但是这种方法会减少感光元件的单位感光面积，降低CCD整体的灵敏度和动态范围，影响画质。
CMOS在最近几年的发展速度相当不错，大有与CCD分庭抗争
之势——就连目前最顶级的DSLR（单镜头反光数码相机）柯达（Kodak）DCS 14n与佳能(Canon) EOS 1Ds均是采用CMOS成像。
相比CCD，CMOS有几个最突出的优点：
1）价格低廉，制造工艺简单。
CMOS可以利用普通半导体生产线进行生产，不象CCD那样要求特殊的生产工艺，所以制造成本低得多。
而且CMOS尺寸与成品率都不如CCD有很多限制。
2）耗电量低。
虽然CMOS的滤镜布局与CCD差别不大，但在感光单元的电路结构上却有很大差别。
CMOS每个感光元件都具备独立的电荷/电压转换电路，可将光电转换后的电信号独立放大输出——这比起CCD将所有的信号全部收集起来再放大输出，速度快了很多。
而且CMOS的感光元件只在感光成像时才会工作，所以比CCD更省电。
但CMOS同样存在缺点，如果在使用数码相机时成像动作较多，那么CMOS在频繁的启动过程中会因为多变的电流而产生热量，导致杂波并影响画质。
3）便于集成。
通过CMOS工艺可以方便地做出具有缓存、像素级图像处理、A/D、D/A集成的SoC方案。
CCD结构和原理上不允许这么做。
4）CMOS图像传感器结构上便于采用高速的并行读取体系。
就像今年IEEE一个会议上，SONY发布了连拍速度高达60FPS的CMOS 传感器。
从读取架构上看，CMOS具有决定性的优势。
由于CCD原理、结构的限制，它不能采用这种并行的读取架构，只能另辟蹊径。
它们二者的优缺点总体可以归纳如下：。
