首先說一下在半程睡電視監(jiān)控中攝像機(jī)的CCD和CMOS的結(jié)構(gòu)，ADC的位置和數(shù)量是最大的不同。簡單的說，CCD每曝光一次，在快門關(guān)閉后進(jìn)行像素轉(zhuǎn)移處理，將每一行中每一個像素的電荷信號依序傳入緩沖器中，由底端的線路引志輸出的放大器進(jìn)行放大，再串聯(lián)ADC輸出;相對CMOS的設(shè)計中每個像素旁就直接連著ADC，信號直接放大并轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號。
CCD的特色在于充分保持信號在傳輸時不失真，透過每一個像素集合至單一放大器上再做統(tǒng)一處理，可以保持資料的完整性;CMOS的制程較簡單，沒有專屬通道的設(shè)計，因此必須先行放大再整合各個像素的資料。
光電開關(guān)傳感器技術(shù)整體來說，CCD與CMOS兩種設(shè)計的應(yīng)用，反應(yīng)在成像效果上，形成包括ISO感光度、制造成本、解析度、噪點與耗電量等不同類型的差異。
1、ISO感光度差異。由于CMOS每個像素包含了放大器與A/D轉(zhuǎn)換電路，過多的額外設(shè)備壓縮單一像素感光區(qū)域的表面積，因此相同像素下，同樣大小的感光器尺寸，CMOS的感光度會低于CCD。
2、成本差異。CMOS應(yīng)用半導(dǎo)體工業(yè)常用的MOS制程，可以一次整合全部周邊設(shè)施于單晶片中，節(jié)省加工晶片所需負(fù)擔(dān)的成本和良好率的損失。相對CCD采用電荷傳遞的方式輸出資訊，必須另辟傳輸通，如果通道中有一個像素故障，就會導(dǎo)致一整排的信號塞，無法傳遞，因此CCD的良好率比CMOS低，加上另辟傳輸能被外加ADC等周邊，CCD的制造成本相對高于CMOS。
3、解析度差異。在第一點感光度差異中，由于CMOS每個像素的結(jié)構(gòu)比CCD復(fù)雜，其感光開口不及CCD大，相對比較相同尺寸的CCD與CMOS感光器時，CCD感光器的解析度通常會優(yōu)于CMOS。不過，如果跳脫尺寸限制，目前業(yè)界的CMOS感光原件已經(jīng)可達(dá)到1400萬像素/全片幅的設(shè)計，CMOS技術(shù)在量率上的優(yōu)勢可以克服大尺寸感光原件制造上的困難，特別是全片幅24-36mm這樣的大小。
4、噪點差異。由于CMOS每個感光二極體旁都搭配一個ADC放大器，如果以百萬像素計，那么就需要百萬個以上的ADC放大器，雖然是統(tǒng)一制造下的產(chǎn)品，但是每個放大器或多或少都有些微小的差異存在，很難達(dá)到放大同步的效果，對比單一個放大器的CCD，CMOS最終計算出的噪點就比較多。
5、耗電量差異。CMOS的影像電荷驅(qū)動方式為主動式，感光器所產(chǎn)生的電荷會直接由旁邊的ADC作放大輸出;但CCD卻為被動式，必須外加電壓讓每個像素中的電荷移動至傳輸通道，而這外加電壓通常需要12V以上的水平，因此CCD還必須要有更精密的電源線路設(shè)計和耐壓強(qiáng)度，高驅(qū)動電壓使CCD的電量遠(yuǎn)高于CMOS。 |
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