ccD和cmos的区别
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。如下图所示，CCD传感器中每一行中每一个象素的电荷数据都会依次传送到下一个象素中，由最底端部分输出，再经由传感器边缘的放大器进行放大输出；而在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。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。3. 分辨率差异：如上所述，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。例如，目前市面上CMOS传感器最高可达到210万象素的水平(OmniVision的 OV2610，2002年6月推出)，其尺寸为1/2英寸，象素尺寸为4.25μm，但Sony在2002年12月推出了ICX452，其尺寸与 OV2610相差不多(1/1.8英寸)，但分辨率却能高达513万象素，象素尺寸也只有2.78mm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。举例来说，OmniVision近期推出的OV7640(1/4英寸、VGA)，在 30 fps的速度下运行，功耗仅为40mW；而致力于低功耗CCD传感器的Sanyo公司去年推出了1/7英寸、CIF等级的产品，其功耗却仍保持在90mW 以上，虽然该公司近期将推出35mW的新产品，但仍与CMOS传感器存在差距，且仍处于样品阶段。综上所述，CCD传感器在灵敏度、分辨率、噪声控制等方面都优于CMOS传感器，而CMOS传感器则具有低成本、低功耗、以及高整合度的特点。不过，随着CCD与CMOS传感器技术的进步，两者的差异有逐渐缩小的态势，例如，CCD传感器一直在功耗上作改进，以应用于移动通信市场(这方面的代表业者为Sanyo)；CMOS传感器则在改善分辨率与灵敏度方面的不足，以应用于更高端的图像产品，我们可以从以下各主要厂商的产品规划来看出一些端倪。
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。 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。 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。
(什么是传感器简称ccd)   传感器简称 ccd ccd 的尺寸，其实是说感光器件的面积大小，这里就包括了  ccd 和 cmos 。感光器件的面积大小，ccd/cmos 面积越大，捕获的光子越多，感光性能越好，信噪比越低 。ccd/cmos 是数码相机用来感光成像的部件，相当于光学传统相机中的胶卷 。 ccd上感光组件的表面具有储存电荷的能力，并以矩阵的方式排列  。当其表面感受到光线时，会将电荷反应在组件上，整个ccd上的所有感光组件所产生的信号，就构成了一个完整的画面。 如果分解ccd，你会发现ccd的结构为三层，第一层是“微型镜头”，第二层是“分色滤色片”以及第三层“感光层”。 第一层“微型镜头” 我们知道，数码相机成像的关键是在于其感光层，为了扩展ccd的采光率，必须扩展单一像素的受光面积。但是提高采光率的办法也容易使画质下降。这一层“微型镜头”就等于在感光层前面加上一副眼镜。因此感光面积不再因为传感器的开口面积而决定，而改由微型镜片的表面积来决定。 第二层是“分色滤色片” ccd的第二层是“分色滤色片”，目前有两种分色方式，一是rgb原色分色法，另一个则是cmyk补色分色法这两种方法各有优缺点。首先，我们先了解一下两种分色法的概念，rgb即三原色分色法，几乎所有人类眼镜可以识别的颜色，都可以通过红、绿 和 蓝来组成，而 rgb 三个字母分别就是 red, green 和blue，这说明rgb分色法是通过这三个通道的颜色调节而成。再说 cmyk，这是由四个通道的颜色配合而成，他们分别是青（c）、洋红(m)、黄(y)、黑(k)。在印刷业中，cmyk更为适用，但其调节出来的颜色不及 rgb 的多。 原色ccd的优势在于画质锐利，色彩真实，但缺点则是噪声问题。因此，大家可以注意，一般采用原色ccd的数码相机，在iso感光度上多半不会超过400。相对的，补色ccd多了一个y黄色滤色器，在色彩的分辨上比较仔细，但却牺牲了部分影像的分辨率，而在 iso 值上，补色 ccd 可以容忍较高的感光度，一般都可设定在800以上 第三层：感光层 ccd的第三层是“感光片”，这层主要是负责将穿过滤色层的光源转换成电子信号，并将信号传送到影像处理芯片，将影像还原 。 传统的照相机胶卷尺寸为 35mm，35mm为对角长度，35mm胶卷的感光面积为36 x 24mm。换算到数码相机，对角长度约接近35mm的，ccd/cmos尺寸越大。在单反数码相机中，很多都拥有接近35mm的ccd/cmos尺寸，例如尼康德d100，ccd/cmos尺寸面积达到23.7 x 15.6，比起消费级数码相机要大很多，而佳能的eos-1ds的cmos尺寸为36 x 24mm，达到了35mm的面积，所以成像也相对较好。 现在市面上的消费级数码相机主要有（感光面积从大到小排列）2/3英寸、1/1.8英寸、1/2.7英寸、1/3.2英寸四种。ccd/cmos尺寸越大，感光面积越大，成像效果越好。1/1.8英寸的300万像素相机效果通常好于1/2.7英寸的400万像素相机(后者的感光面积只有前者的55%)。而相同尺寸的ccd/cmos像素增加固然是件好事，但这也会导致单个像素的感光面积缩小，有曝光不足的可能。但如果在增加ccd/cmos像素的同时想维持现有的图像质量，就必须在至少维持单个像素面积不减小的基础上增大ccd/cmos的总面积。目前更大尺寸ccd/cmos加工制造比较困难，成本也非常高。因此，ccd/cmos尺寸较大的数码相机，价格也较高。感光器件的大小直接影响数码相机的体积重量。超薄、超轻的数码相机一般 ccd/cmos 尺寸也小，而越专业的数码相机， ccd/cmos 尺寸也越大。$P$  (I_M_G)$P$