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ccd相机和数码相机区别,ccd相机和普通相机区别

admin admin 发表于2023-11-14 21:31:33 浏览14 评论0

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CCD和数码相机有什么不同?

CCD和数码相机的主要区别在于信号读出过程不同。
ccd相机和数码图像传感器的光电转换原理相同,主要区别在于信号读出过程不同,由于CCD只有一个输出节点统一读出,所以其信号输出非常一致,在数码芯片中,每个像素都有自己的信号放大器,进行充电,电压转换,信号输出一致性差。
在数码芯片中,每个像素中放大器的带宽较低,大大降低了芯片的功耗。这是CMOS芯片功耗低于CCD的主要原因。CCD相机是在安全防范系统中,图像的生成当前主要是来自CCD相机,CCD是电荷耦合器件的简称。
CCD能够将光线变为电荷并将电荷存储及转移,也可将存储之电荷取出使电压发生变化,因此是理想的CCD相机元件,以其构成的CCD相机具有体积小、重量轻、不受磁场影响、具有抗震动和撞击之特性而被广泛应用。
数码相机发展简史:
数码相机的历史可以追溯到上个世纪四五十年代,1951年宾·克罗司比实验室发明了录像机(VTR)这种新机器可以将电视转播中的电流脉冲记录到磁带上。到了1956年,录像机开始大量生产,被视为电子成像技术产生。
二十世纪六十年代美国宇航局(NASA)在宇航员被派往月球之前,宇航局必须对月球表面进行勘测。然而工程师们发现,由探测器传送回来的模拟信号被夹杂在宇宙里其它的射线之中,显得十分微弱,地面上的接收器无法将信号转变成清晰的图像。
于是工程师们不得不另想办法。在这之后,数码图像技术发展得更快,主要归功于冷战期间的科技竞争。而这些技术也主要应用于军事领域,大多数的间谍卫星都使用数码图像科技。
早在20世纪60年代,就开始了“CCD芯片”的研究与开发,1969年,贝尔实验室的将可视电话和半导体泡存储技术结合,设计了可以数码相机沿半导体表面传导电荷的“电荷‘泡’器”(Charge“Bubble”Devices)率先发明了CCD器件的原型。
当时发明CCD的目的是改进存储技术,元件本身也被当作单纯的存储器使用。随后人们认识到,CCD可以利用光电效应来拍摄并存储图象。

ccd相机和数码相机区别

主要区别在于信号读出过程不同;由于CCD只有一个(或几个)输出节点统一读出,所以其信号输出非常一致;在数码芯片中,每个像素都有自己的信号放大器,进行充电,电压转换,信号输出一致性差。在数码芯片中,每个像素中放大器的带宽较低,大大降低了芯片的功耗。这是CMOS芯片功耗低于CCD的主要原因。
CCD的传感器普遍发热量大,尤其是高感光度下更是发热严重,这就导致CCD传感器的热噪点很高,画质下降。而CMOS的功耗则低得多,发热量也就低得多,因此在高感画质上CMOS的画质反而有优势。
处理速度也是CCD的一个先天弱点,毕竟一个放大器要处理一整行的像素,运算量大得多,速度就慢得多。每个像素就配有一个放大器的CMOS处理速度则快得多了,因此在体育摄影,拥有高速摄影性能的CMOS占据了压倒性优势。
CCD良品率很低,因此成本就很高。尤其是全画幅的CCD,那只能是存在于实验室或博物馆的天工之作,难以量产普及。而CMOS的技术成熟后,其成本大大低于CCD,让数码相机乃至全画幅数码相机真正地走进了普通老百姓的生活。

ccd相机和数码相机区别

ccd相机和数码相机区别有元件原理不同、成像过程不同、成像速度不同、成像效果不同、制造工艺不同。
一、元件原理不同
CCD是一种半导体器件。CMOS的全称为Complementary Metal-Oxide-Semiconductor,全称译为互补金属氧化物半导体,是由电压控制的一种放大器件。一般来说,因为CMOS制作成本较低,市场上的大部分相机多采用CMOS制成数码相机。
二、成像过程不同
CCD相机和数码相机都是通过感光元件上的数百万个像素点把光学信号转化为数字信号,从而生成画面,其光电转换原理相同。
但是在信号读出过程方面,CCD相机由于其本身只有少数可统一读出的输出节点,所以信号输出非常一致;而在数字芯片中,每个像素都有自己的信号放大器进行充压转换,信号输出一致性较差。
并且,相较于CCD相机,虽然数码相机由于数字芯片中每个像素放大器的带宽较低导致使用功耗更低,但百万级放大器的不一致性带来了更高的固定噪声。所以总的来说,鉴于CCD相机与数码相机成像过程的不同,二者在功耗和噪声方面也具有一定的差异。
三、成像速度不同
CCD相机一般采用光敏输出,只能按系统的规定程序依次输出,成像速度较慢。而数码相机的数字码则是由多个充电电压转换器和行列开关共同控制,读出速度要快上不少,成像速度较快,因此帧数在500fps以上的高速相机大多是数码相机。
四、成像效果不同
相较而言,CCD相机色彩还原性较优质,芯片动态范围较大,相机灵敏度高,成像效果对外界打光的依赖比CMOS芯片低,适合拍摄静止或运动物体;而CMOS数码相机在拍摄运动中物体时会产生拖影,且图像会变形,色彩还原性较弱,芯片动态范围较小,灵敏度较低,但在光照充足的情况下,也能取得较好的图像效果,更适合拍摄静止的物体。
五、制造工艺不同
在制造工艺方面,CCD中的电路和器件集成在半导体单晶材料上,工艺复杂。世界上只有极少数的CCD厂商能输出模拟电信号,并且CCD相机还需要提供三套不同电压的电源同步时钟控制电路,集成度很低。
而CMOS集成在一种叫做金属氧化物的扁平单片材料上,可以将图像信号放大器、信号读取电路、A/D转换电路、图像信号处理器和控制器集成到一个芯片中,只需一个芯片就可以实现相机的所有基本功能。因此,从制造工艺来讲,CMOS的工艺更简单易发展,成本也更低,在数码单反相机市场的应用也就越广泛。
CCD相机原理应用
图像经透镜成像于电容数组表面后,依其亮度的强弱在每个电容单位上形成强弱不等的电荷。传真机或扫描仪用的线性CCD每次捕捉一细长条的光影,而数码相机或摄影机所用的平面式CCD则一次捕捉一整张图像,或从中截取一块方形的区域。
一旦完成曝光的动作,控制电路会使电容单元上的电荷传到相邻的下一个单元,到达边缘最后一个单元时,电信号传入放大器,转变成电位。如此周著复始,直到整个图像都转成电位,取样并数字化之后存入存储器。
存储的图像可以传送到打印机、存储设备或显示屏。经冷冻的CCD同时在1990年代初亦广泛应用于天文摄影与各种夜视设备,而各大型天文台亦不断研发高像素CCD以拍摄极高解像之天体照片。

ccd相机和普通相机区别

ccd相机和普通相机区别:
1、芯片不同。CCD相机是电荷耦合器件采用CCD芯片,CMOS是互补金属氧化物半导体采用CMOS芯片,现在大部分相机选用的后者在成本方面也相对较低;
2、快门不同。CCD芯片曝光方式一般为帧(全局快门)曝光,CMOS芯片曝光方式一般为卷帘式快门曝光;
3、成像不同。CCD相机适合拍摄静止或运动物体,色彩还原性好,芯片动态范围较大,灵敏度好,成像效果对外界打光的依赖比CMOS芯片低;而CMOS相机更适合拍摄静止物,体拍摄运动物体有拖影,且图像会变形,色彩还原性较差,芯片动态范围较小,灵敏度较差但在光照充足的情况下,也能取得较好的图像效果。
4、存储方式不同。CCD相机一般需要连接电脑才能进行图像的传输和存储。而数码相机则可以直接将拍摄的照片存储到存储卡或内存中,方便快捷。
5、体积和重量不同。由于CCD相机需要连接电脑才能进行图像的传输和存储,所以它的体积和重量一般较大。而数码相机则较为轻便,易于携带。
6、价格不同。由于CCD相机的成本较高,所以它的价格一般较为昂贵。而数码相机则价格相对较为平易近人。

ccd相机和数码相机哪个好?

CCD是电耦合器件的简称,CCD相机就是数码相机,CCD是用来成像的关键器件,也叫作传感器。
因为CCD良品率低,导致成本高,CCD低感细腻,高感噪点较多。因而现在民用相机,CCD基本难觅踪迹,被CMOS所取代。
1、CCD 相机是数码相机的一种,CCD 相机和数码相机是包含于被包含的关系;
2、数码相机有各种不同的结构,目前主流的数码相机有单反机、无反( 微单 )机、旁轴机、便携机、手机五大类,它们有一个共同点,都需要镜头、图像传感器和图像处理器,这三大硬件决定成像质量。以前的胶片相机则只有镜头和胶片( 卷 );
3、数码图像传感器总共三个类型,即 CCD、CMOS 和 MOS ,现在主要就是 CCD 和 CMOS 两大类,都属于半导体材质,负责将镜头接收到的光元素转换为电荷信号( 再由图像处理器将电荷信号转换为电子文档 )。一个数码相机,可以搭载 CCD 传感器,也可以搭载 CMOS 传感器;
4、就信号数据处理而言,CCD 和 CMOS 的光电转换原理是一样的,其中 CCD 采用逐个光敏输出,只能按照规定的程序读写,速度较慢;CMOS 有多个电荷电压转换器和行列开关控制,读出速度快很多,故光电转换速度 CMOS 更快,更合适用于高速拍摄,CCD 则的数据传输慢很多;
5、就成像质量或叫光电转换质量而言,CCD 采用 PN 结或二氧化硅( SiO2 )隔离层隔离噪声,成像质量相比早期的 CMOS 有优势。早期 CMOS 集成度高,各元件、电路之间距离很近,干扰比较严重,噪声对图像质量影响很大。现在的 CMOS 已经解决了这个问题,比如采用背照式像素阵列工艺等。也就是说,现在的 CMOS 与 CCD 的光电转换质量持平,但具备更快的信号数据读写速度;
6、就制造工艺而言,CCD 制造工艺复杂良品率低,需要提供三组不同电压的电源同步时钟控制电路,集成度非常低,而 CMOS 是则将图像信号放大器、信号读取电路、A/D 转换电路、图像信号处理器及控制器等集成在被称作金属氧化物的半导体材料上,生产成本较低,但是, CMOS 的每个像素都有各自的信号放大器,各自进行电荷 - 电压的转换,其信号输出的一致性相对比 CMOS 差一些;
7、CCD 和 CMOS 还有其他工艺上的差别,都比较专业枯燥,不再展开说。在成像方面的实际差异,主要是像素、明度和宽容度的不同,CCD 集成度低,像素总数不能做得很高,而 CMOS 具备高像素优势; CCD 具有更高的明度,在光线良好的环境下有更舒适的色彩表现( 相同处理器下 ), CMOS 成像则比相对灰一点;但 CMOS 具有更好的宽容度和高感能力( 弱光成像能力 ),CMOS 成像虽然灰一点,但包含了更多的灰度( 信息 ),更有利于后期的图像编辑( 修图 ),而且弱光成像能力( 夜拍 )更强,CCD 则有明显差距;
8、CCD 的制造成本比 CMOS 高很多,使用寿命也比 CMOS 短很多。当传感器一个像素损坏的时候,CCD 的整行像素全坏,出现几个像素损坏的时候,CCD 报废;而 CMOS 出现像素损坏的时候,可以屏蔽该损坏像素,不影响 CMOS 整体成像。故现在厂商已经基本淘汰 CCD;
9、如果直出不修图的 ,选择 CCD 相机更有优势,如果经常在复杂环境拍摄并能够做图像后期( 包括套用滤镜 ),则选择 CMOS 相机更合适。

ccd相机和单反相机有什么区别吗

怎么跟你说呢?
CCD相机是图像传感器使用CCD的统称,可以是卡片机,也可以是单反,目前来讲CCD已经被CMOS所取代。
目前在售的所有数码相机,包括卡片机,长焦机,单反,微单,所有的图像传感器都使用CMOS,而CCD已经不被使用,或者说已经被替代。
ccd相机和单反相机区别
1、拍摄时长不同
单反相机视频拍摄时间通常是有一定的时间限制,在视频拍摄时传感器会发热,为了不损坏传感器需要将拍摄时间限制在一定的时长内。
若感觉所拍时长不够用,可以再次按下拍摄按钮进行拍摄。但是这样传感器的温度会进一步升高甚至报警,关机,摄像机对拍摄时长的限制取决于电池的续航能力和存储卡的存储空间,只有电池有电,存储卡有空间,那么就可以一直拍下去。
2、画质不同
画质主要取决于传感器面积的大小,摄像机的传感器与数码相机一样主要是CCD和CMOS两种,现在的数码摄像机的传感器基本都是CMOS,数码单反相机传感器的面积大于数码摄像机传感器的面积,即使是半画幅数码单反相机的传感器的面积也大于数码摄像机传感器的面积,所以数码单反相机拍摄视频的画质优于数码摄像机是应该得到肯定的。
CCD相机与CMOS相机的区别
1、成像过程的区别
CCD与CMOS图像传感器光电转换的原理相同,他们最主要的差别在于信号的读出过程不同;由于CCD仅有一个(或少数几个)输出节点统一读出,其信号输出的一致性非常好;而CMOS芯片中,每个像素都有各自的信号放大器,各自进行电荷-电压的转换,其信号输出的一致性较差。
2、集成性的区别
从制造工艺的角度看,CCD中电路和器件是集成在半导体单晶材料上,工艺较复杂,世界上只有少数几家厂商能够生产CCD晶元,CCD仅能输出模拟电信号,需要后续的地址译码器、模拟转换器、图像信号处理器处理,并且还需要提供三组不同电压的电源同步时钟控制电路,集成度非常低。
而CMOS是集成在被称作金属氧化物的半导体材料上,这种工艺与生产数以万计的计算机芯片和存储设备等半导体集成电路的工艺相同,因此生产CMOS的成本相对CCD低很多。
以上内容参考:百度百科—ccd相机

数码摄像机的CCD和数码照相机的CCD在像素上的区别?

理解上的问题,DV是活动画面,而DC是静态画面,算法是不同的,详细说起来太长了,但是要知道,亚洲地区的录像机都是PAL制式的,你听说照相机的照片有制式吗,这个广播电视用的设备和相机的设备是不能通用的,在未来或许可以。我们一起期待。
首先,现在的dv大多都是800-1000万,
dc也是千万以上
年代不断进步,不会吧10年前的东西转移到现在的产品上
如果说一般的加油dv和dc的ccd区别,那告诉你除了尺寸基本一样,他们没有区别
有区别的是后面的处理电路,处理芯片.
ccd只是个接收光信号,转换成电信号的东西,最后变成照片还是视频看的是机器的处理设计
最简单说一句,根据摩尔定律,现在生产1千万像素芯片的成本比十年前300像素芯片成本相当或更低。
DV的像素受到显示器(电视机)动态清晰度制约,现在全高清1080P,即207万像素,超过就是多余的
DV的基本原理与DC相同,其核心部件都是CCD,它完成图像的光学信号向电信号的转换。与数码相机一样,CCD的像素数也是DV的一个重要指标,CCD像素数有CCD总像素、动态有效像素和静态有效像素三个指标。CCD总像素是指DV采用的感光元件CCD所具备的像素值,这一数值的大小基本就决定了DV的档次,如80万像素级的DV便是指这类产品采用了总像素为80万的CCD成像;动态有效像素是指DV在拍摄动态影像时可以达到的像素值,对于DV来说这是最重要的指标之一;而静态有效像素则表示用DV进行静态照片拍摄时可以达到的像素值,有些产品会在拍摄静态影像时通过插值方式来提高这一数值,所以在选择时须注意清楚这一数值是否是通过插值方式来实现的。
68万像素级的DV拍摄的动态视频就可以达到DVD所需要的500电视线的水平清晰度要求,而采用更高像素CCD的产品,除了满足拍摄静态照片需求外,还可以在色彩和精度方面对动态图像进行补偿,另外DV中使用的数码防抖技术也需要额外的CCD像素数来支持。
所以说,DC、DV各有各的用途,侧重点不同。但随着两类产品的发展目前有一种趋势,就是DC的动态摄录功能越来越强,DV中也出现了可以拍摄200万、300万像素甚至更高精度静态照片的机型,更有三洋C系列DC/DV二合一的东西。但这类产品在众多产品线中只是很少一部分,而且市场表现也并不十分理想。那么DC拍摄动态图像或者DV拍摄静态图像的困难在哪里呢?
DC当作DV的难点,首先是难以实现高分辨率,其次是光电系统的配合。
先说第一点:难以实现高分辨率,虽然数码相机的像素数高达数百万,动态录像的单幅图像的像素数只要几十万,但动态录像每秒钟要记录数十帧,总的数据量是非常庞大的,数码相机的图像处理芯片是专为处理静态图片设计的,要处理动态的流文件往往有些力不从心,因为DC、DV的图像处理芯片都是专用芯片,其“高效率”来自于“功能专一”,要兼顾双方,要么使用运算能力更为强大的处理器,要么牺牲处理效率,而前者意味着昂贵,后者意味着低能。另一方面,巨大的数据量需要庞大的存储空间,所以现在主流的DV仍使用磁带,因为即使采用高压缩比的MPEG-4格式压缩,512MB的存储卡也只能存储十几分钟的高精度录像。
第二点:光电系统的配合。拍摄单张照片时可以预先变焦、对焦,精确是第一要求,为了精确甚至可以舍弃一点速度。拍摄动态图像时,变焦、对焦与图像拍摄同时进行,要求光电系统的配合不但要准整,而且要快,甚至对“快”的要求超过了精度。所以,DC、DV两者对光电系统配合的要求是不同的,很难两边兼顾。因此,现在很多DC虽然能够拍摄录像短片,却不能在拍摄中途进行变焦操作,许多低端机型甚至在录像开始后对焦距离也锁定了。
DV当作DC的难点首先要考虑的仍是分辨率,由于人们视觉感受的不同,对动态图像精度的要求远比静态图像低得多,标准PAL制式和NTSC制式的视频信号,如果换算成像素来表示的话,单幅画面的精度都不足30万像素,VGA级(640x480,30万像素)的视频信号,已经算是高精度了,即使高清晰电视HDTV,单幅画面也不过200万像素(1920x1080像素),所以目前主流的DV仍是80万像素。而就DC而言,目前300万像素的机型,已经逐步退出主流市场,家用产品已经迈入500万像素=500 万像素,最大照片打印尺寸可达 50x75 厘米 (20x30 英寸)---柯达官方网站的数据---应该是够用了。

数码相机跟摄像机的区别

一、用途不同:
1.数码相机:
数码相机主要用于拍摄照片。
2.摄像机:
摄像机主要用于记录影像。
二、原理不同:
1.数码相机:
光线通过镜头或者镜头组进入相机,通过数码相机成像元件转化为数字信号,数字信号通过影像运算芯片储存在存储设备中。数码相机的成像元件是CCD或者CMOS,该成像元件的特点是光线通过时,能根据光线的不同转化为电子信号。
2.摄像机:
把光学图像信号转变为电信号,以便于存储或者传输。当拍摄一个物体时,此物体上反射的光被摄像机镜头收集,使其聚焦在摄像器件的受光面上,再通过摄像器件把光转变为电能,即得到了“视频信号”。
光电信号很微弱,需通过预放电路进行放大,再经过各种电路进行处理和调整,最后得到的标准信号可以送到录像机等记录媒介上记录下来,或通过传播系统传播或送到监视器上显示出来。
扩展资料
1981年索尼公司发明了世界第一架不用感光胶片的电子静物照相机——静态视频“马维卡”照相机。这是当今数码照相机的雏形。
1988年富士与东芝在科隆博览会上,展出了共同开发的,使用快闪存卡的Fujixs(富士克斯)数字静物相机“DS-1P”,在这前后,富士、东芝、奥林巴斯、柯尼卡、佳能等相继发表了数字相机的试制品:如佳能RC-701、卡西欧VS-101、富士DS-1P、富士DS-X、东芝MC2000等。
数码相机与普通照相机在胶卷上靠溴化银的化学变化来记录图像的原理不同,数字相机的传感器是一种光感应式的电荷耦合器件(CCD)或互补金属氧化物半导体(CMOS)。
参考资料来源:百度百科-数码相机
参考资料来源:百度百科-摄像机

数码相机、专业的录像机,的感光器类型有CCD、CMOS, 不同的感光材料有什么不同的作用,那种会比较好点?

从成像质量上来讲,CCD的好些。CCD的底噪小,CMOS底噪很大,画面对比度差。
从性能价格比来看,CMOS的性能价格比高。
所以现在考虑性能价格比的小高清基本全是CMOS了。
而讲究质量的广播级还是CCD
关于CCD、CMOS的区别,你可以参考我的百度空间。
CCD 或 CMOS,基本上两者都是利用矽感光二极体(photodiode)进行光与电的转换。这种转换的原理与各位手上具备“太阳电能”电子计算机的“太阳能电池”效应相近,光线越强、电力越强;反之,光线越弱、电力也越弱的道理,将光影像转换为电子数字信号。
比较 CCD 和 CMOS 的结构,ADC的位置和数量是最大的不同。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。
两者优缺点的比较
CCD CMOS
设计 单一感光器 感光器连接放大器
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。
CCD和CMOS在制造上的主要区别是CCD是集成在半导体单晶材料上,而CMOS是集成在被称做金属氧化物的半导体材料上,工作原理没有本质的区别。CCD只有少数几个厂商例如索尼、松下等掌握这种技术。而且CCD制造工艺较复杂,事实上经过技术改造,目前CCD和CMOS的实际效果的差距已经减小了不少。而且CMOS的制造成本和功耗都要低于CCD不少,所以很多摄像头生产厂商采用的CMOS感光元件。成像方面:在相同像素下CCD的成像通透性、明锐度都很好,色彩还原、曝光可以保证基本准确。而CMOS的产品往往通透性一般,对实物的色彩还原能力偏弱,曝光也都不太好,由于自身物理特性的原因,CMOS的成像质量和CCD还是有一定距离的。但由于低廉的价格以及高度的整合性,因此在摄像头领域还是得到了广泛的应用。
CCD和CMOS的区别:
问:既然ccd与cmos都是感光传感器,为何价格如此悬殊,它们之间到底有何区别,对于一般的数码相机新手来说是否要考虑它们的性能等问题。
答: CCD是目前比较成熟的成像器件,CMOS被看作未来的成像器件。
因为CMOS结构相对简单,与现有的大规模集成电路生产工艺相同,从而生产成本可以降低。从原理上,CMOS的信号是以点为单位的电荷信号,而CCD是以行为单位的电流信号,前者更为敏感,速度也更快,更为省电。现在高级的CMOS并不比一般CCD差,但是CMOS工艺还不是十分成熟,普通的 SMOS 一般分辨率低而成像较差。
目前的情况是,许多低档入门型的数码相机使用廉价的低档CMOS芯片,成像质量比较差。普及型、高级型及专业型数码相机使用不同档次的CCD,个别专业型或准专业型数码相机使用高级的CMOS芯片。代表成像技术未来发展的X3芯片实际也是一种CMOS芯片。
CCD与CMOS孰优孰劣不能一概而论,但一般而言,普及型的数码相机中使用CCD芯片的成像质量要好一些。
CCD的坏点和修复问题
拍摄夜景时或盖上镜头盖长时间曝光时,影像上的色点不一定都是CCD坏点,有的是噪点,CCD温度降低后会有改善,通过固件(Firmware)升级有的也能改善。
如果CCD真的有坏点可以说是无法维修的,因为那是CCD的硬件问题,对CCD的某个成像单元进行维修几乎是不可能的,也是不经济的,只有换相机或换CCD。
CMOS图像传感器的优点是:
1)便于集成。通过CMOS工艺可以方便地做出具有缓存、像素级图像处理、A/D、D/A集成的SoC方案。CCD结构和原理上不允许这么做。
2)CMOS图像传感器结构上便于采用高速的并行读取体系。就像今年IEEE一个会议上,SONY发布了连拍速度高达60FPS的CMOS传感器。从读取架构上看,CMOS具有决定性的优势。由于CCD原理、结构的限制,它不能采用这种并行的读取架构,只能另辟蹊径。
CCD的优点。
1)CCD从一开始就是为图像而生。CCD从根本上说,就是采用为图像和电荷传输优化设计的制造技术。这种技术,保证了CCD的性能不会因为减小像素尺寸,而发生降低。这种专用技术的应用,当然也造成了CCD的一大劣势--不能集成其他图像处理功能到这块传感器上。
2)CCD传感器从根本上避免了由于像素窜扰产生的fixed-pattern noise (固定图样噪声,FPN),以及temporal noise(暂时噪声)。而这两种噪音在CMOS上是永远不能避免的。
CCD的缺点:
1)CCD采用的电荷转换读取方式(串行的),从根本上说限制了它的读取速度。但在CMOS传感器上则可以在实现千万像素的基础上,实现高达1000FPS以上的读取速率。
2)CCD不能集成其他处理电路到传感器封装里头。这点上面已经说明了。