1、CCD 與 CMOS 傳感器是當(dāng)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(zhuǎn)換，將圖像轉(zhuǎn)換為數(shù)字數(shù)據(jù)，而其主要差異是數(shù)字數(shù)據(jù)傳送的方式不同。如下圖所示，CCD 傳感器中每一行中每一個象素的電荷數(shù)據(jù)都會依次傳送到下一個象素中，由最底端部分輸出，再經(jīng)由傳感器邊緣的放大器進行放大輸出；而在 CMOS 傳感器中，每個象素都會鄰接一個放大器及 A/D 轉(zhuǎn)換電路，用類似內(nèi)存電路的方式將數(shù)據(jù)輸出。左圖為 CCD 傳感器的結(jié)構(gòu)，右圖為 CMOS 傳感器的結(jié)構(gòu)造成這種差異的原因在于：CCD 的特殊工藝可保證數(shù)據(jù)在傳送時不會失真，因此各個象素的數(shù)據(jù)可匯聚至邊緣再進行放大處

2、理；而 CMOS 工藝的數(shù)據(jù)在傳送距離較長時會產(chǎn)生噪聲，因此，必須先放大，再整合各個象素的數(shù)據(jù)。由于數(shù)據(jù)傳送方式不同，因此 CCD 與 CMOS 傳感器在效能與應(yīng)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(含放大器與 A/D 轉(zhuǎn)換電路)，使得每個象素的感光區(qū)域遠小于光二極管象素本身的表面積，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(dǎo)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

3、傳感器中，因此可以節(jié)省的成本；除此之外，由于CCD 采用電荷傳遞的方式傳送數(shù)據(jù)，只要其中有一個象素不能運行，就會導(dǎo)致一整排的數(shù)據(jù)不能傳送，因此控制 CCD 傳感器的成品率比 CMOS 傳感器許多，即使有經(jīng)驗的廠商也很難在產(chǎn)品問世的半年內(nèi)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(fù)雜，其象素尺寸很難達到 CCD 傳感器的水平，因此，當(dāng)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(yōu)于 CMOS 傳感器的水平。例如，目前市面上 CMOS 傳感器最高可達到210萬象素的水

4、平(OmniViOV2610，2002年6月推出)，其尺寸為1/2英寸，象素尺寸為的4.25m，但 Sony 在2002年12月推出了 ICX452，其尺寸與OV2610相差不多(1/1.8英寸)，但分辨率卻能高達513萬象素，象素尺寸也只有2.78mm 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(jié)果保持一致，因此與只有一個放大器放在邊緣的 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(zhì)。5.功耗差異：CMOS 傳感器的圖像方式為主動式，感光二極管所產(chǎn)生的電荷會直接由晶體管放大輸出，但 C

5、CD 傳感器為式，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1218V；因此，CCD傳感器除了在電源管理電路設(shè)計上的難度更高之外(需外加er IC)，高驅(qū)動電壓更使其功耗遠高于 CMOS 傳感器的水平。舉例來說，OmniVi近期推出的OV7640(1/4英寸、VGA)，在30 fps 的速度下運行，功耗僅為40mW；而致力于低功耗 CCD 傳感器的 Sanyo 公司去年推出了1/7英寸、CIF 等級的產(chǎn)品，其功耗卻仍保持在90mW以上，雖然該公司近期將推出35mW 的新產(chǎn)品，但仍與 CMOS 傳感器存在差距，且仍處于樣品階段。綜上所述，CCD 傳感器在靈敏度、分辨率、噪聲控制等方面都優(yōu)于 CMOS傳感器，而 CMOS 傳感器則具有低成本、低功耗、以及高整合度的特點。不過，隨著 CCD 與 CMOS 傳感器技術(shù)的進步，兩者的差異有逐漸縮小的態(tài)勢，例