CCD與CMOS傳感器是當前被普遍采用的兩種圖像傳感器,兩者都是利用感光二極管(photodiode)進行光電
轉換,將圖像轉換為數字數據,而其主要差異是數字數據傳送的方式不同。
由于數據傳送方式不同,因此CCD與CMOS傳感器在效能與應用上也有諸多差異,這些差異包括:
1、靈敏度差異:由于CMOS傳感器的每個象素由四個晶體管與一個感光二極管構成(含放大器與A/D轉換電
路),使得每個象素的感光區域遠小于象素本身的表面積,因此在象素尺寸相同的情況下,CMOS傳感器的靈敏
度要低于CCD傳感器。
2. 成本差異:由于CMOS傳感器采用一般半導體電路最常用的CMOS工藝,可以輕易地將周邊電路(如
AGC、CDS、TIming generator、或DSP等)集成到傳感器芯片中,因此可以節省外圍芯片的成本;除此之外,
由于CCD采用電荷傳遞的方式傳送數據,只要其中有一個象素不能運行,就會導致一整排的數據不能傳送,因
此控制CCD傳感器的成品率比CMOS傳感器困難許多,即使有經驗的廠商也很難在產品問世的半年內突破50%
的水平,因此,CCD傳感器的成本會高于CMOS傳感器。
3. 分辨率差異: 如上所述,CMOS傳感器的每個象素都比CCD傳感器復雜,其象素尺寸很難達到CCD傳感
器的水平,因此,當我們比較相同尺寸的CCD與CMOS傳感器時,CCD傳感器的分辨率通常會優于CMOS傳感
器的水平。
4. 噪聲差異:由于CMOS傳感器的每個感光二極管都需搭配一個放大器,而放大器屬于模擬電路,很難讓
每個放大器所得到的結果保持一致,因此與只有一個放大器放在芯片邊緣的CCD傳感器相比,CMOS傳感器的
噪聲就會增加很多,影響圖像品質。
5. 功耗差異:CMOS傳感器的圖像采集方式為主動式,感光二極管所產生的電荷會直接由晶體管放大輸
出,但CCD傳感器為被動式采集,需外加電壓讓每個象素中的電荷移動,而此外加電壓通常需要達到12~18V;
因此,CCD傳感器除了在電源管理電路設計上的難度更高之外(需外加 power IC),高驅動電壓更使其功耗遠高
于CMOS傳感器的水平。