CCD傳(chuan)感(gan)器和(he)CMOS傳(chuan)感(gan)器是目前(qian)最(zui)常見的兩種(zhong)數字圖(tu)像(xiang)傳(chuan)感(gan)器，廣泛運用于(yu)各類(lei)工業相機(ji)，個人數碼相機(ji)，手機(ji)相機(ji)及攝(she)像(xiang)機(ji)等數字成(cheng)像(xiang)產(chan)品(pin)。本文談CCD圖(tu)像(xiang)傳(chuan)感(gan)器和(he)CMOS圖(tu)像(xiang)傳(chuan)感(gan)器的區別。

什么是CCD傳感器？

CCD（ChargeCoupledDevice），即“電荷耦(ou)合(he)器件”，它是(shi)數字(zi)和(he)(he)機(ji)(ji)器視覺相機(ji)(ji)中(zhong)(zhong)用于捕捉靜止和(he)(he)移動物體的(de)(de)(de)(de)一(yi)種(zhong)(zhong)傳(chuan)感器，以(yi)百萬(wan)像素(su)為單位。數碼相機(ji)(ji)規格中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)多少百萬(wan)像素(su)，指的(de)(de)(de)(de)就是(shi)CCD的(de)(de)(de)(de)分辨率。CCD是(shi)一(yi)種(zhong)(zhong)感光(guang)半(ban)導體芯(xin)片(pian)，用于捕捉圖(tu)形(xing)，廣泛運用于掃描儀、復(fu)印機(ji)(ji)以(yi)及無膠片(pian)相機(ji)(ji)等設備(bei)。與(yu)膠卷的(de)(de)(de)(de)原(yuan)理相似，光(guang)線穿(chuan)過一(yi)個(ge)鏡頭，將(jiang)圖(tu)形(xing)信息投射到CCD上。但與(yu)膠卷不(bu)同的(de)(de)(de)(de)是(shi)，CCD既沒有能力(li)記錄圖(tu)形(xing)數據，也沒有能力(li)永久保存(cun)下來，甚至不(bu)具備(bei)“曝(pu)光(guang)”能力(li)。所有圖(tu)形(xing)數據都會不(bu)停留地送入(ru)一(yi)個(ge)“模(mo)-數”轉(zhuan)換器，一(yi)個(ge)信號處理器以(yi)及一(yi)個(ge)存(cun)儲設備(bei)（比如內(nei)存(cun)芯(xin)片(pian)或內(nei)存(cun)卡(ka)）。在(zai)CMOS圖(tu)像傳(chuan)感器引入(ru)之前，CCD傳(chuan)感器被工業(ye)機(ji)(ji)器視覺系統(tong)廣泛用于質量(liang)檢查(cha)，檢查(cha)和(he)(he)控(kong)制。

什么是CMOS成像傳感器？

CMOS（ComplementaryMetalOxideSemiconductor），即“互補金(jin)屬氧化(hua)物半導體”，這是一(yi)種為集成電(dian)路供(gong)電(dian)的(de)技(ji)術。它是計算(suan)機(ji)系統(tong)內(nei)一(yi)種重(zhong)要的(de)芯片，保存了(le)系統(tong)引導所需(xu)(xu)的(de)大量資料。CMOS型圖(tu)像(xiang)傳(chuan)感(gan)器(qi)及互補金(jin)屬氧化(hua)物場效(xiao)應管。其工(gong)作原理(li)是，外界(jie)光(guang)(guang)照射到像(xiang)素陣列后，發生光(guang)(guang)電(dian)效(xiao)應，在像(xiang)素單(dan)元內(nei)產生相應的(de)電(dian)荷，最后轉換成數字圖(tu)像(xiang)輸出。CMOS技(ji)術為當(dang)今(jin)的(de)許多電(dian)子(zi)設(she)備提供(gong)動力(li)，包括電(dian)池，微處理(li)器(qi)，數字和智能手機(ji)相機(ji)。與CCD傳(chuan)感(gan)器(qi)不同，CMOS傳(chuan)感(gan)器(qi)不需(xu)(xu)要特殊的(de)制造技(ji)術。

由(you)于二者結(jie)構的(de)不同，導致兩者在性能方面也(ye)各有(you)所長

CMOS：響應快(kuai)，功耗低(di)，噪點(dian)高(gao)，不均勻，畫質受噪聲影響多(duo)，ISO較小

CCD：響應慢(man)，功耗高，噪點低，均勻，畫質高，ISO較(jiao)高

與較新的(de)CMOS傳感器(qi)不同，CCD傳感器(qi)需要特殊的(de)制(zhi)造，而這(zhe)通(tong)常更昂貴。因此(ci)，CCD傳感器(qi)通(tong)常具有(you)非常高的(de)質量和光敏感性，能夠以較低的(de)噪音提供清(qing)晰的(de)圖像(xiang)。

CMOS傳(chuan)感(gan)(gan)器(qi)(qi)制(zhi)造(zao)和使用大多數微處(chu)理(li)器(qi)(qi)使用的(de)傳(chuan)統制(zhi)造(zao)技術便宜。他們也(ye)被認為是(shi)更好的(de)能源(yuan)效率(lv)。根據Jacob Fraden的(de)“現代傳(chuan)感(gan)(gan)器(qi)(qi)手冊(ce)”，CCD傳(chuan)感(gan)(gan)器(qi)(qi)可(ke)以消耗(hao)高(gao)達(da)100倍的(de)相對CMOS圖像傳(chuan)感(gan)(gan)器(qi)(qi)的(de)功率(lv)。

1.信息讀取方式：CCD電(dian)(dian)(dian)荷(he)耦合器存(cun)儲的(de)電(dian)(dian)(dian)荷(he)信(xin)息(xi)(xi)，需(xu)在(zai)同步信(xin)號控(kong)(kong)制(zhi)下一位一位地(di)實施轉移后讀取，電(dian)(dian)(dian)荷(he)信(xin)息(xi)(xi)轉移和讀取輸出需(xu)要有時鐘(zhong)控(kong)(kong)制(zhi)電(dian)(dian)(dian)路和三組(zu)不同的(de)電(dian)(dian)(dian)源相(xiang)配合，整個電(dian)(dian)(dian)路較為復(fu)雜。CMOS光電(dian)(dian)(dian)傳感器經光電(dian)(dian)(dian)轉換后直(zhi)接產生電(dian)(dian)(dian)流（或電(dian)(dian)(dian)壓）信(xin)號，信(xin)號讀取十分簡(jian)單。

2.速度：CCD電荷耦合器(qi)需在同(tong)步(bu)時鐘的(de)控制下，以行(xing)為單(dan)位一位一位地輸出(chu)信(xin)(xin)息(xi)，速度較慢；而CMOS光(guang)電傳感器(qi)采(cai)集光(guang)信(xin)(xin)號(hao)的(de)同(tong)時就可以取出(chu)電信(xin)(xin)號(hao)，還能同(tong)時處(chu)理各單(dan)元的(de)圖像信(xin)(xin)息(xi)，速度比CCD電荷耦合器(qi)快很多。

3.電源及耗電量：CCD電荷耦合器(qi)大多需(xu)要(yao)三組電源供電，耗電量較大；CMOS光(guang)(guang)電傳感(gan)器(qi)只需(xu)使(shi)用一個電源，耗電量非(fei)常小，僅(jin)為CCD電荷耦合器(qi)的(de)1/8到1/10，CMOS光(guang)(guang)電傳感(gan)器(qi)在節能方面具有很大優勢。

4.成像質量：CCD電(dian)荷耦(ou)合器(qi)(qi)(qi)制作(zuo)技(ji)術起(qi)步早，技(ji)術成熟，采用PN結或二(er)氧化硅（SiO2）隔離層隔離噪聲，成像(xiang)質(zhi)量相對CMOS光(guang)電(dian)傳(chuan)感(gan)器(qi)(qi)(qi)有一定(ding)優勢(shi)。由于CMOS光(guang)電(dian)傳(chuan)感(gan)器(qi)(qi)(qi)集成度高，各光(guang)電(dian)傳(chuan)感(gan)元件、電(dian)路(lu)之間距離很近，相互之間的光(guang)、電(dian)、磁干擾較嚴(yan)重，噪聲對圖像(xiang)質(zhi)量影響很大，使(shi)CMOS光(guang)電(dian)傳(chuan)感(gan)器(qi)(qi)(qi)很長一段時(shi)間無法進入實用。近年，隨著CMOS電(dian)路(lu)消噪技(ji)術的不斷發展，為生(sheng)產高密(mi)度優質(zhi)的CMOS圖像(xiang)傳(chuan)感(gan)器(qi)(qi)(qi)提供了良好(hao)的條(tiao)件。