相机专业讲解-CCD与CMOS.pptx

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1、相机专业术语CCD与CMOS6什么是CCD？uCCD是电荷耦合组件（ChargeCoupledDevice）的简称，它内部的半导体材料能把光线转变成电荷，转换成数字信号压缩以后保存起来就变成我们存储卡中的照片了，中间的过程非常复杂，在这里我们不再详解。uCCD就像传统相机的底片一样的感光系统，是感应光线的电路装置，你可以将它想象成一颗颗微小的感应粒子，铺满在光学镜头后方，当光线与图像从镜头透过、投射到CCD表面产生电流，将感应到的内容转换成数码资料储存起来。CCD像素数目越多、单一像素尺寸越大，收集到的图像就会越清晰。什么是CMOS？CMOS则是附加金属氧化物半导体组件（Complementa

2、ryetal-OxideSemiconductor）的简称，它和CCD一样同为在数码相机中可记录光线变化的半导体。只是CMOS是利用硅和锗这两种元素所做成半导体，原理与CCD没有太大的区别。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，采用CCD的摄像头价格都会相对比较贵。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CM

3、OS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。一、速度有所差别CCD传感器需在同步时钟的控制下以行为单位一位一位的输出信息，速度较慢；而CMOS传感器采集光信号的同时就可以取出电信号，还能同时处理各单元的图象信息，速度比CCD快很多。二、耗电量区别CCD传感器电荷耦合器大多需要三组电源供电，耗电量较大；CMOS传感器只需使用一个

4、电源，耗电量非常小，仅为CCD电荷耦合器的1/8到1/10，CMOS光电传感器在节能方面具有很大优势，对于电量本来就不足的手机来说更具优势。三、成像质量不同CCD传感器制作技术起步较早，技术相对成熟，采用PN结合二氧化硅隔离层隔离噪声，成像质量相对CMOS传感器有一定优势。由于CMOS传感器集成度高，光电传感元件与电路之间距离很近，相互之间的光、电、磁干扰较为严重，噪声对图象质量影响很大。四、在相同分辨率下，CMOS价格比CCD便宜到目前为止，市面上绝大多数的消费级别以及高端数码相机都使用CCD作为感应器，但是由于制造工艺复杂，只有少数的厂商能够掌握，所以导致制造成本居高不下。而CMOS的制造

5、成本和功耗都要低于CCD不少，所以很多手机生产厂商采用的都是CMOS镜头。现在，市面上大多数手机都采用的是CMOS摄像头，极少数也采用了CCD摄像头。CCD与CMOS摄像机应用场合通过以上比较分析，能看出CCD与CMOS各有优势。基于此，我们可以做到扬长避短，在不同应用场合合理选择CCD或CMOS摄像机。低照度环境下宜使用CCD摄像机由于CCD感光单元有效面积大，在光照强度较低的环境中，能相对清晰地呈现出被摄物体原貌。相反，CMOS传感器灵敏度低，ISO感光度差，低照时成像清晰度大大降低。所以，在低照度环境下，如灯光较暗的停车场、楼梯间、封闭通道和暗室等，宜选用感光灵敏的CCD摄像机。隐蔽环境

6、中使用CMOS摄像机CMOS传感器可以将所有逻辑和控制环都放在同一个硅芯片块上，使摄像机变得简单灵巧，因此CMOS摄像机可以做得非常小。而CCD摄像机限于外围复杂电路影响，体积无法做到CMOS般微型化。对于道路、门口等摄像机易受不法分子攻击破坏的场合，选用CMOS摄像机能达到隐蔽执法、避免攻击的作用。图像质量要求高的场合选用CCD摄像机CCD结构中由于每行仅有一个ADC,信号放大比例一致，所以图像还原真实自然、噪点低，在对画质要求苛刻的场合宜选用CCD摄像机。像素越高、尺寸越大的CCD拥有更好的图像品质。目前监控用CCD摄像机已能做到200万至500万高像素，而CCD也囊括了1英寸（12.8m

7、m9.6mm）、2/3英寸（8.8mm6.6mm）、1/2英寸（6.4mm4.8mm）、1/3英寸（4.8mm3.6mm）、1/4英寸（3.2mm2.4mm）等多种尺寸。高帧摄像时选用CMOS摄像机更佳CCD在工作时，上百万个像素感光后会生成上百万个电荷，每个专用通道中的电荷全部经过一个放大器进行电压转变。因此，这个放大器就成为了制约图像处理速度的瓶颈。所有电荷由单一通道输出，当数据量大时就容易发生信号拥堵。而像素越高，需要传输和处理的数据也就越多，使用单CCD无法满足高速读取大量高清数据的需要。而CMOS传感器不需要复杂的处理过程，直接将图像半导体产生的光电信号转变成数字信号，因此处理非常快

8、。这个优点使得CMOS传感器对于高帧摄像机非常有用，速度能达到400到2000帧/秒。所以对于高速摄像场所，选用CMOS摄像机效果更佳。u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。u随着高清监控的发展，百万像素网络摄像机需求激增。CCD在影像品质等方面优于CMOS,但CMOS具有低成本、低耗电以及高整合度的特性。CMOS的成熟工艺和大批量产，极大地降低了成本，提高了产品稳定性，也正是由于技术和工艺

9、的不断改良更新，使得CCD与CMOS间的差异逐渐缩小。新一代的CCD将多CCD和低功耗作为改进目标；CMOS系列则开始朝大尺寸与高速影像处理晶片相结合、借由后续的影像处理修正噪点、提升画质的方向发展。相信随着CCD和CMOS在竞争中的改进和提高，未来的高清摄像领域必将精彩纷呈、惊喜不断。Q：手机选用什么传感器最好？如果是数码相机的话，必须首选CCD，因为成像质量好，而如果是手机的话，选择CMOS无疑。手机必须拥有绝对小的体积，摄像头的体积必须要控制在最小，这方面CMOS要比CCD占优势。对于CMOS来说，具有便于大规模生产，且速度快、成本较低，对于手机来说也是福音。另外，耗电量也是手机选用CMOS传感器重要的因素。所以，我们在选购手机的时候不要一味看中CCD传感器，其实，对于手机这样的产品来说，CMOS是更好的选择，成像方面，CMOS和CCD的差距也越来越小，尤其背照式CMOS传感器的出现更是缩短了两者的差距。A：CCDCMOS全称电荷耦合装置ChargeCoupledDevice互补金属氧化物半导体ComplementaryMetalOxideSemiconductor价格高低噪声（照片暗部的不规则杂点）低较高耗电量高低影响锐利度 高一般动态范围高一般发展趋势 技术较为成熟生产厂家众多，技术不断有突破性进展谢谢敬请期待HDR