感光元件cmos和ccd 请问数码产品中感光元件CCD和CMOS有什么区别？那种元件成像效...

2020-01-28 21:59:53 来源：朵拉利品网

1, 请问数码产品中感光元件CCD和CMOS有什么区别？那种元件成像效...

感光元件工作原理
电荷藕合器件图像传感器CCD(Charge Coupled Device)，它使用一种高感光度的半导体材料制成，能把光线转变成电荷，通过模数转换器芯片转换成数字信号，数字信号经过压缩以后由相机内部的闪速存储器或内置硬盘卡保存，因而可以轻而易举地把数据传输给计算机，并借助于计算机的处理手段，根据需要和想像来修改图像。CCD由许多感光单位组成，通常以百万像素为单位。当CCD表面受到光线照射时，每个感光单位会将电荷反映在组件上，所有的感光单位所产生的信号加在一起，就构成了一幅完整的画面。
CCD和传统底片相比，CCD 更接近于人眼对视觉的工作方式。只不过，人眼的视网膜是由负责光强度感应的杆细胞和色彩感应的锥细胞，分工合作组成视觉感应。 CCD经过长达35年的发展，大致的形状和运作方式都已经定型。CCD 的组成主要是由一个类似马赛克的网格、聚光镜片以及垫于最底下的电子线路矩阵所组成。目前有能力生产 CCD 的公司分别为：SONY、Philps、Kodak、Matsushita、Fuji和Sharp，大半是日本厂商。
互补性氧化金属半导体CMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor)和CCD一样同为在数码相机中可记录光线变化的半导体。CMOS的制造技术和一般计算机芯片没什么差别，主要是利用硅和锗这两种元素所做成的半导体，使其在CMOS上共存着带N（带–电） 和 P（带+电）级的半导体，这两个互补效应所产生的电流即可被处理芯片纪录和解读成影像。然而，CMOS的缺点就是太容易出现杂点， 这主要是因为早期的设计使CMOS在处理快速变化的影像时，由于电流变化过于频繁而会产生过热的现象。
两种感光元件的不同之处
由两种感光元件的工作原理可以看出，CCD的优势在于成像质量好，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，特别是大型CCD，价格非常高昂。同时，这几年来，CCD从30万像素开始，一直发展到现在的600万，像素的提高已经到了一个极限。
在相同分辨率下，CMOS价格比CCD便宜，但是CMOS器件产生的图像质量相比CCD来说要低一些。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；CMOS感应器则作为低端产品应用于一些摄像头上，若有哪家摄像头厂商生产的摄想头使用CCD感应器，厂商一定会不遗余力地以其作为卖点大肆宣传，甚至冠以“数码相机”之名。一时间，是否具有CCD感应器变成了人们判断数码相机档次的标准之一。
CMOS影像传感器的优点之一是电源消耗量比CCD低，CCD为提供优异的影像品质，付出代价即是较高的电源消耗量，为使电荷传输顺畅，噪声降低，需由高压差改善传输效果。但CMOS影像传感器将每一画素的电荷转换成电压，读取前便将其放大，利用3.3V的电源即可驱动，电源消耗量比CCD低。CMOS影像传感器的另一优点，是与周边电路的整合性高，可将ADC与讯号处理器整合在一起，使体积大幅缩小，例如，CMOS影像传感器只需一组电源，CCD却需三或四组电源，由于ADC与讯号处理器的制程与CCD不同，要缩小CCD套件的体积很困难。但目前CMOS影像传感器首要解决的问题就是降低噪声的产生，未来CMOS影像传感器是否可以改变长久以来被CCD压抑的宿命，往后技术的发展是重要关键。

2, 请高人指点一下！！感光元件CCD和CMOS有什么区别？？个有什么...

CCD——英文Charge Couple Device的缩写，中文名称“电荷耦合器件”。
CMOS——英文Complementary Metal-Oxide Semiconductor的缩写，中文名称为“互补金属氧化物半导体”。
CCD是目前主流的成像器件，主要分为：
(1)R-G-B原色CCD：这是数码相机上应用的最多的CCD。
(2)C-Y-G-M补色CCD：早些时候尼康部分数码相机使用过这种补色CCD。
(3)R-G-B-E四色CCD：这是索尼最新发布的CCD，它比RGB原色CCD多出一个E(Emerale，翠绿)的颜色。
(4)Super CCD：是曰本富士公司的专利技术，中文名称为超级CCD，由CCD演变而成，目前已经发展到第4代。
3)CMOS：作为数码相机成像器件出现的时间并不长，但发展却非常迅速，大有与CCD分庭抗争之势，其基本结构中的像素排列方式与R-G-B原色CCD并没有本质差别。佳能是CMOS阵营的主要支持者。
CCD技术成熟，成像质量好，毕竟它是现在应用的最广泛的成像元件，但它也有其缺点：
1） 耗电量大。早期的数码相机有“电老虎”的“美誉”，主要原因之一便来自CCD。虽然现在采用低温多晶硅显示屏等低能耗的部件在一定程度上降低了相机的功率，但CCD依然是数码相机的耗电大户——CCD从数码相机一开机便随时保持着工作状态，更是无谓地消耗大量的电能。
2） 工艺复杂，成本较高。CCD复杂的结构决定了它制造工艺的复杂性，因而到目前为止，CCD还只有为数不多的几家电子产业巨头能生产。
3） 像素提升难度大。CCD前两个缺点也直接导致了这一个缺点，CCD像素提升无非是通过两个途径：第一，保持感光元件单位面积不变而增大CCD面积，在大面积CCD上集成更多的感光元件。但是这种方式会导致CCD成品率降低，制造成本更高，功耗更大，在民用领域这是不现实的；第二，缩小感光元件单位面积，在现有水平的CCD面积上集成更多感光元件。但是这种方法会减少感光元件的单位感光面积，降低CCD整体的灵敏度和动态范围，影响画质。
CMOS在最近几年的发展速度相当不错，大有与CCD分庭抗争之势——就连目前最顶级的DSLR（单镜头反光数码相机）如佳能（Canon） EOS 1Ds等高端专业单反都是采用CMOS成像。
相比CCD,CMOS有两个最突出的优点：
1） 价格低廉，制造工艺简单。CMOS可以利用普通半导体生产线进行生产，不象CCD那样要求特殊的生产工艺，所以制造成本低得多。而且CMOS尺寸与成品率都不如CCD有很多限制。
2） 耗电量低。虽然CMOS的滤镜布局与CCD差别不大，但在感光单元的电路结构上却有很大差别。CMOS每个感光元件都具备独立的电荷/电压转换电路，可将光电转换后的电信号独立放大输出——这比起CCD将所有的信号全部收集起来再放大输出，速度快了很多。而且CMOS的感光元件只在感光成像时才会工作，所以比CCD更省电。但CMOS同样存在缺点，如果在使用数码相机时成像动作较多，那么CMOS在频繁的启动过程中会因为多变的电流而产生热量，导致杂波并影响画质。

3, 感光元件CCD和CMOS有什麽区别,那个好？

这个时代已经不必追究这个了
因为已经统一了
高端单反领域清一色CMOS 这有CANON很大的功劳
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。
2CCD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。

4, 感光元件CMOS和CCD都有什么区别？

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。

5, 感光元件：CMOS CCD都有什么区别？

（什么是传感器简称CCD）
传感器简称 CCD CCD 的尺寸，
其实是说感光器件的面积大小，这里就包括了 CCD 和 CMOS 。
感光器件的面积大小，CCD/CMOS 面积越大，
捕获的光子越多，感光性能越好，信噪比越低 。
CCD/CMOS 是数码相机用来感光成像的部件，
相当于光学传统相机中的胶卷 。
CCD上感光组件的表面具有储存电荷的能力，并以矩阵的方式排列 。
当其表面感受到光线时，会将电荷反应在组件上，
整个CCD上的所有感光组件所产生的信号，
就构成了一个完整的画面。
如果分解CCD,
你会发现CCD的结构为三层，
第一层是“微型镜头”，
第二层是“分色滤色片”
以及第三层“感光层”。
第一层“微型镜头” 我们知道，数码相机成像的关键是在于其感光层，
为了扩展CCD的采光率，
必须扩展单一像素的受光面积。
但是提高采光率的办法也容易使画质下降。
这一层“微型镜头”
就等于在感光层前面加上一副眼镜。
因此感光面积不再因为传感器的开口面积而决定，
而改由微型镜片的表面积来决定。 第二层是“分色滤色片”
CCD的第二层是“分色滤色片”，目前有两种分色方式，
一是RGB原色分色法，另一个则是CMYK补色分色法这两种方法各有优缺点。
首先，我们先了解一下两种分色法的概念，
RGB即三原色分色法，
几乎所有人类眼镜可以识别的颜色，都可以通过红、
绿 和 蓝来组成，而 RGB 三个字母分别就是 Red, Green 和Blue,
这说明RGB分色法是通过这三个通道的颜色调节而成。
再说 CMYK，这是由四个通道的颜色配合而成，
他们分别是青（C）、洋红（M）、黄（Y）、黑（K）。
在印刷业中，CMYK更为适用，但其调节出来的颜色不及 RGB 的多。
原色CCD的优势在于画质锐利，色彩真实，但缺点则是噪声问题。
因此，大家可以注意，一般采用原色CCD的数码相机，
在ISO感光度上多半不会超过400。
相对的，补色CCD多了一个Y黄色滤色器，在色彩的分辨上比较仔细，
但却牺牲了部分影像的分辨率，而在 ISO 值上，补色 CCD 可以容忍较高的感光度，
一般都可设定在800以上 第三层：感光层 CCD的第三层是“感光片”，
这层主要是负责将穿过滤色层的光源转换成电子信号，
并将信号传送到影像处理芯片，将影像还原 。
传统的照相机胶卷尺寸为 35mm,35mm为对角长度，
35mm胶卷的感光面积为36 x 24mm。换算到数码相机，对角长度约接近
35mm的，CCD/CMOS尺寸越大。在单反数码相机中，
很多都拥有接近35mm的CCD/CMOS尺寸，
例如尼康德D100,CCD/CMOS尺寸面积达到23.7 x 15.6，比起消费级数码相机要大很多，
而佳能的EOS-1Ds的CMOS尺寸为36 x 24mm，达到了35mm的面积，
所以成像也相对较好。 现在市面上的消费级数码相机主要有
（感光面积从大到小排列）2/3英寸、1/1.8英寸、1/2.7英寸、1/3.2英寸四种。
CCD/CMOS尺寸越大，感光面积越大，
成像效果越好。1/1.8英寸的300万像素相机效果通常好于1/2.7英寸的400万像素相机
（后者的感光面积只有前者的55%）。而相同尺寸的CCD/CMOS像素增加固然是件好事，
但这也会导致单个像素的感光面积缩小，有曝光不足的可能。
但如果在增加CCD/CMOS像素的同时想维持现有的图像质量，
就必须在至少维持单个像素面积不减小的基础上增大CCD/CMOS的总面积。
目前更大尺寸CCD/CMOS加工制造比较困难，成本也非常高。
因此，CCD/CMOS尺寸较大的数码相机，价格也较高。
感光器件的大小直接影响数码相机的体积重量。
超薄、超轻的数码相机一般 CCD/CMOS 尺寸也小，
而越专业的数码相机， CCD/CMOS 尺寸也越大。

名词解释

CCD

CCD是一种半导体器件，能够把光学影像转化为电信号。它是美国贝尔实验室的维拉·波义耳和乔治·史密斯于1969年发明的。 CCD可直接将光学信号转换为模拟电流信号，经过放大和模数转换，实现图像的获取、存储、传输、处理和复现。它具有体积小重量轻、功耗小、灵敏度高和响应速度快等特点。CCD被广泛应用于数码摄影、天文学，光学遥测技术、光学与频谱望远镜和高速摄影技术等领域。

CMOS

CMOS（Complementary Metal Oxide Semiconductor）， 互补金属氧化物半导体，电压控制的一种放大器件，是组成CMOS数字集成电路的基本单元。

影像

影像，是人对视觉感知的物质再现。影像可以由光学设备获取，如照相机、镜子、望远镜及显微镜等；也可以人为创作，如手工绘画图像等。图像可以记录、保存在纸质媒介、胶片等等对光信号敏感的介质上。通过专业设计的影像，可以发展成人与人沟通的视觉语言，也可以了解世界美术中大量的平面绘画、立体雕塑与建筑。

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