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解释:传感器方面CCD和CMOS到底哪个好?

最近经常有网友咨询CCD和CMOS到底有什么区别?买数码相机是不是CCD比CMOS好?其实细心的网友只要随意的在百度上收一下就会发现CCD和CMOS制作原理没有本质的区别,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,因为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,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CMOS一般分辨率低而成像较差。



CCD

  CMOS与CCD的争论由来已久,其感光器是数码相机的核心,也是最关键的技术。目前数码相机的感应器只有CCD感应器和CMOS感应器。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想头和简易电脑相机上,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。来看看这两种感光器的原理:CCD(Charge Coupled Device ,感光耦合组件),是一种可以记录光线变化的半导体组件。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。CMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor,互补性氧化金属半导体)和CCD一样同为在数字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。


佳能自家产的全副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,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X3芯片实际也是一种CMOS芯片。CCD可以说是近几年来垄断了整个消费DC市场,不过也正因为CCD天生的限制,使得DC很难实现全像素高速连拍和1080p摄录;CMOS技术这几年得到长足的发展,画质和控噪得到大幅提升,同时也具备了高速连拍的能力,而随着尼康、索尼开始在单反上使用CMOS,也说明了CMOS的技术正在得到认可。

  说到底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。

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