CCD傳感器和CMOS傳感器是目前最常見的兩種數(shù)字圖像傳感器，廣泛運用于各類工業(yè)相機，個人數(shù)碼相機，手機相機及攝像機等數(shù)字成像產(chǎn)品。本文談CCD圖像傳感器和CMOS圖像傳感器的區(qū)別。

    什么是CCD傳感器？

    CCD（ChargeCoupledDevice），即“電荷耦合器件”，它是數(shù)字和機器視覺相機中用于捕捉靜止和移動物體的一種傳感器，以百萬像素為單位。數(shù)碼相機規(guī)格中的多少百萬像素，指的就是CCD的分辨率。CCD是一種感光半導體芯片，用于捕捉圖形，廣泛運用于掃描儀、復印機以及無膠片相機等設(shè)備。與膠卷的原理相似，光線穿過一個鏡頭，將圖形信息投射到CCD上。但與膠卷不同的是，CCD既沒有能力記錄圖形數(shù)據(jù)，也沒有能力永久保存下來，甚至不具備“曝光”能力。所有圖形數(shù)據(jù)都會不停留地送入一個“模-數(shù)”轉(zhuǎn)換器，一個信號處理器以及一個存儲設(shè)備（比如內(nèi)存芯片或內(nèi)存卡）。在CMOS圖像傳感器引入之前，CCD傳感器被工業(yè)機器視覺系統(tǒng)廣泛用于質(zhì)量檢查，檢查和控制。

    什么是CMOS成像傳感器？

    CMOS（ComplementaryMetalOxideSemiconductor），即“互補金屬氧化物半導體”，這是一種為集成電路供電的技術(shù)。它是計算機系統(tǒng)內(nèi)一種重要的芯片，保存了系統(tǒng)引導所需的大量資料。CMOS型圖像傳感器及互補金屬氧化物場效應管。其工作原理是，外界光照射到像素陣列后，發(fā)生光電效應，在像素單元內(nèi)產(chǎn)生相應的電荷，最后轉(zhuǎn)換成數(shù)字圖像輸出。 CMOS技術(shù)為當今的許多電子設(shè)備提供動力，包括電池，微處理器，數(shù)字和智能手機相機。 與CCD傳感器不同，CMOS傳感器不需要特殊的制造技術(shù)。

CCD的全稱是ChargeCoupled Device，電荷耦合器件圖像傳感器，于1969年由美國貝爾實驗室發(fā)明。CMOS的全稱是Complementary Metal-Oxide-Semiconductor，互補式金屬氧化物半導體圖像傳感器，是一種集成電路的設(shè)計工藝，用戶非常廣泛。相對而言，CCD在初期具備分辨率高，靈敏度好，全域快門的特點，而CMOS則具備集成度高，功耗低，成本低的特點。與CCD產(chǎn)品相比，CMOS是標準工藝制程，可利用現(xiàn)有的半導體設(shè)備，不需額外的投資設(shè)備，且品質(zhì)可隨著半導體技術(shù)的提升而進步。隨著工藝水平的提高，CMOS圖像傳感器迅速解決了分辨率和靈敏度的劣勢，并且在大尺寸元件上的價格優(yōu)勢和視頻錄制方面的優(yōu)勢更加的明顯，直接導致了CMOS的全面勝出。

    由于二者結(jié)構(gòu)的不同，導致兩者在性能方面也各有所長

    CMOS：響應快，功耗低，噪點高，不均勻，畫質(zhì)受噪聲影響多，ISO較小

    CCD：響應慢，功耗高，噪點低，均勻，畫質(zhì)高，ISO較高

    與較新的CMOS傳感器不同，CCD傳感器需要特殊的制造，而這通常更昂貴。 因此，CCD傳感器通常具有非常高的質(zhì)量和光敏感性，能夠以較低的噪音提供清晰的圖像。

    CMOS傳感器制造和使用大多數(shù)微處理器使用的傳統(tǒng)制造技術(shù)便宜。 他們也被認為是更好的能源效率。 根據(jù)Jacob Fraden的“現(xiàn)代傳感器手冊”，CCD傳感器可以消耗高達100倍的相對CMOS圖像傳感器的功率。

    1.信息讀取方式：CCD電荷耦合器存儲的電荷信息，需在同步信號控制下一位一位地實施轉(zhuǎn)移后讀取，電荷信息轉(zhuǎn)移和讀取輸出需要有時鐘控制電路和三組不同的電源相配合，整個電路較為復雜。CMOS光電傳感器經(jīng)光電轉(zhuǎn)換后直接產(chǎn)生電流（或電壓）信號，信號讀取十分簡單。

    2.速度：CCD電荷耦合器需在同步時鐘的控制下，以行為單位一位一位地輸出信息，速度較慢；而CMOS光電傳感器采集光信號的同時就可以取出電信號，還能同時處理各單元的圖像信息，速度比CCD電荷耦合器快很多。

    3.電源及耗電量：CCD電荷耦合器大多需要三組電源供電，耗電量較大；CMOS光電傳感器只需使用一個電源，耗電量非常小，僅為CCD電荷耦合器的1/8到1/10，CMOS光電傳感器在節(jié)能方面具有很大優(yōu)勢。

    4.成像質(zhì)量：CCD電荷耦合器制作技術(shù)起步早，技術(shù)成熟，采用PN結(jié)或二氧化硅（SiO2）隔離層隔離噪聲，成像質(zhì)量相對CMOS光電傳感器有一定優(yōu)勢。由于CMOS光電傳感器集成度高，各光電傳感元件、電路之間距離很近，相互之間的光、電、磁干擾較嚴重，噪聲對圖像質(zhì)量影響很大，使CMOS光電傳感器很長一段時間無法進入實用。近年，隨著CMOS電路消噪技術(shù)的不斷發(fā)展，為生產(chǎn)高密度優(yōu)質(zhì)的CMOS圖像傳感器提供了良好的條件。