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CCD和CMOS摄像头的区别先容
 
更新时间:2015.01.03 浏览次数:
 

  首先说一下在半程睡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的电荷信号依序传入缓冲器中,由底端的线路引志输出的放大器进行放大,再串联ADC输出;相对CMOS的设计中每个像素旁就直接连着ADC,信号直接放大并转换成数字信号。

  CCD的特色在于充分保持信号在传输时不失真,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。

  光电开关传感器技术整体来说,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。

  1、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感光区域的表面积,因此相同像素下,同样大小的感光器尺寸,CMOS的感光度会低于CCD。

  2、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好率的损失。相对CCD采用电荷传递的方式输出资讯,必须另辟传输通,如果通道中有一个像素故障,就会导致一整排的信号塞,无法传递,因此CCD的良好率比CMOS低,加上另辟传输能被外加ADC等周边,CCD的制造成本相对高于CMOS。

  3、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24-36mm这样的大小。

  4、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小的差异存在,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。

  5、耗电量差异。CMOS的影像电荷驱动方式为主动式,感光器所产生的电荷会直接由旁边的ADC作放大输出;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12V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。

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