CCD&CMOS比較

 

CCD&CMOS:

CCDCMOS是指機身裡的感光元件“,它的功能等同於底片.使得數位相機無 需底片和沖洗、可重復拍攝和即時調整;影像可無限次複製且不會降
低質量,方便永久保存,並可用於電子傳送和處理。

CCD
  CCD(Charge Coupled Device),即“電荷耦合元件”,以百萬像素為單位。數位相機規格中的多少百萬像素,指的就是CCD的解析度。CCD是一種感光半導體晶片,用於捕捉圖形,廣泛運用於掃描器、影印機以及無軟片相機等設備。與底片的原理相似,光線穿過一個鏡頭,將圖形資訊投射到CCD上。但與底片不同的是,CCD既沒有能力記錄圖形資料,也沒有能力永久保存下來,甚至不具備“曝光”能力。所有圖形資料都會不停留地送入一個“模數”轉換器,一個信號處理器以及一個存儲設備(比如記憶體晶片或記憶體卡)CCD有各式各樣的尺寸和形狀,最大的有2×2平方英寸。

CMOS
  CMOS,(Complementary Metal Oxide Semiconductor),即“互補金屬氧化物半導體”。它是電腦系統內一種重要的晶片,保存了系統引導所需的大量資料。CMOS感測器便於大規模生產,且速度快,成本較低,是數位相機關鍵元件的發展方向之一。

比較:

 

*速度:

  CMOS光電感測器採集光信號的同時就可以取出電信號,還能同時處理各單元的圖像資訊,速度比CCD電荷耦合器快很多。

電源及耗電量

CCD電荷耦合器大多需要三組電源供電,耗電量較大;CMOS光電感測器只需使用一個電源,耗電量非常小,僅為CCD電荷耦合器的1/81/10CMOS光電感測器在節能方面具有很大優勢。

*成像質量:

CCD電荷耦合器製作技術起步早,技術成熟,採用PN結或二氧化矽(SiO2)隔離層隔離雜訊,成像質量相對CMOS光電感測器有一定優勢。由於CMOS光電感測器集成度高,各光電傳感元件、電路之間距離很近,相互之間的光、電、磁干擾較嚴重,雜訊對圖像質量影響很大,使CMOS光電感測器很長一段時間無法進入實用。近年,隨著CMOS電路消噪技術的不斷發展,為生產高密度優質的CMOS圖像感測器提供了良好的條件。

*製造成本:受到兩者內外部結構之不同,在製造成本上 CCD>CMOS

 

 

ISO 感光度差異:

  由於 CMOS 每個畫素包含了放大器與A/D轉換電路,過多的額外設備壓縮單一畫素的感光區域的表面積,因此在相同畫素下,同樣大小之感光器尺寸,CMOS的感光度會低於CCD

*解析度差異:

  在『感光度差異』中,由於 CMOS 每個畫素的結構比 CCD 複雜,其感光開口不及CCD大,相對比較相同尺寸的CCDCMOS感光器時,CCD感光器的解析度通常會優於CMOS。不過,如果跳脫尺寸限制,目前業界的CMOS 感光原件已經可達到1400萬畫素 / 全片幅的設計,CMOS 技術在量率上的優勢可以克服大尺寸感光原件製造上的困難,特別是全片幅 24mm-by-36mm 這樣的大小。

*雜訊差異:

  由於CMOS每個感光二極體旁都搭配一個 ADC 放大器,如果以百萬畫素計,那麼就需要百萬個以上的 ADC 放大器,雖然是統一製造下的產品,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CCDCMOS最終計算出的雜訊就比較多。

*結語:

  儘管 CCD 在影像品質等各方面均優於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。由於數位影像的需求熱烈,CMOS的低成本和穩定供貨,成為廠商的最愛,也因此其製造技術不斷地改良更新,使得 CCD 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合,藉由後續的影像處理修正雜訊以及畫質表現,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可以勝任高畫素 CMOS 所產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 Pro14nDCS Pro/nDCS Pro/c 這一系列的數位機身為號召,CMOS未來跨足高階的影像市場產品,前景可期。

資料來源:網路整理

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