数码相机中CCD和CMOS图像传感器的区别是什么?

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看看这些漂亮的反射和彩色图像传感器!MirageC / Getty Images

数码相机随着价格的下降,这种现象变得非常普遍。价格下跌背后的驱动因素之一是引进CMOS图像传感器.CMOS传感器的制造成本比CCD传感器低得多。

这两个CCD(电荷耦合器件)和CMOS(互补金属氧化物半导体)图像传感器从同一点开始——他们必须这样做把光转换成电子.如果你读过这篇文章太阳能电池的工作原理,您了解用于执行转换的一种技术。一种简化的方法来考虑传感器用于数码相机(或摄像机我们可以把它想象成一个由数千或数百万个微型太阳能电池组成的二维阵列,每个太阳能电池都能将图像的一小部分光线转化为电子。CCD和CMOS器件都使用各种技术来完成这一任务。

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下一步是读取值(累积电荷)图像中的每个细胞。在CCD器件中,电荷实际上是通过芯片传输的,并在阵列的一个角落读取。模数转换器将每个像素的值转换为数字值。在大多数CMOS器件中,有几个晶体管在每个像素,放大和移动电荷使用更传统的电线。CMOS方法更加灵活,因为每个像素都可以单独读取。

ccd使用一种特殊的制造工艺,以创造在芯片上传输电荷而不失真的能力。这个过程在保真度和光灵敏度方面导致非常高质量的传感器。另一方面,CMOS芯片使用传统的制造工艺来制造芯片——与制造大多数芯片的工艺相同微处理器.由于制造工艺的差异,CCD和CMOS传感器之间存在一些明显的差异。

  • 如上所述,CCD传感器可以创建高质量、低噪声的图像。传统上,CMOS传感器更容易受到噪声的影响。
  • 由于CMOS传感器上的每个像素旁边都有几个晶体管,因此CMOS芯片的光灵敏度往往较低。许多击中芯片的光子击中了晶体管而不是光电二极管。
  • CMOS传统上功耗很小。在CMOS中实现传感器可产生低功耗传感器。
  • ccd使用一个消耗大量电力的进程。ccd的功耗是同等CMOS传感器的100倍。
  • CMOS芯片几乎可以在任何标准的硅生产线上制造,因此与CCD传感器相比,它们往往非常便宜。
  • CCD传感器量产时间较长,因此比较成熟。它们往往具有更高的质量和更多的像素。

基于这些差异,您可以看到ccd倾向于用于专注于具有大量像素和出色的光灵敏度的高质量图像的相机。CMOS传感器传统上质量较低,分辨率较低,灵敏度较低。CMOS传感器目前正在改进,在某些应用中已接近CCD器件的水平。CMOS相机通常更便宜,有很好的电池的生活。

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常见问题解答

手机摄像头是CMOS吗?
大多数手机摄像头使用CMOS图像传感器。
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