图想传感器CCD与CMOS的比较分析

　在图像传感器类别中，CCD是应用在摄影摄像方面的高端技术元件，CMOS则应用于较低影像品质的产品中，它的优点是制造成本较CCD更低，功耗也低得多，这也是市场上很多采用USB接口的产品无须外接电源且价格便宜的原因。尽管在技术上有较大的不同，但CCD和CMOS两者性能差距不是很大，只是CMOS摄像头对光源的要求要高一些，但现在该问题已经基本得到解决。目前CCD元件的尺寸多为1/3英寸或者1/4英寸，在相同的分辨率下，宜选择元件尺寸较大的为好。

　　图像传感器应用范围

　　图像传感器属于光电产业里的光电元件类，随着数码技术、半导体制造技术以及网络的迅速发展，目前市场和业界都面临着跨越各平台的视讯、影音、通讯大整合时代的到来，勾划着未来人类的日常生活的美景。

　　在日常生活中的应用，数码相机产品的发展速度可以用日新月异来形容。短短的几年，数码相机就由几十万像素，发展到400、500万像素甚至更高。不仅在发达的欧美国家，数码相机已经占有很大的市场，就是在发展中的中国，数码相机的市场也在以惊人的速度增长，因此，其关键零部件——图像传感器产品就成为当前以及未来业界关注的对象，吸引着众多厂商投入。以产品类别区分，图像传感器产品主要分为CCD、CMOS以及CIS传感器三种。本文将主要简介CCD以及CMOS传感器的技术和产业发展现状。

　　CCD图像传感器

　　CCD（ChargedCoupledDevice）于1969年在贝尔试验室研制成功，其发展历程已经将近40多年，从初期的10多万像素已经发展至目前主流应用的500万像素。CCD又可分为线型（Linear）与面型（Area）两种，其中线型应用于影像扫瞄器及传真机上，而面型主要应用于数码相机（DSC）、摄录影机、监视摄影机等多项影像输入产品上。

　　一般认为，CCD传感器有以下优点：

　　●高解析度（HighResolution）：

　　像点的大小为μm级，可感测及识别精细物体，提高影像品质。从早期1寸、1/2寸、2/3寸、1/4寸到最近推出的1/9寸，像素数目从初期的10多万增加到现在的400～500万像素。

　　●低杂讯（LowNoise），高敏感度：CCD具有很低的读出杂讯和暗电流杂讯，因此提高了信噪比（SNR），同时又具高敏感度，很低光度的入射光也能侦测到，其讯号不会被掩盖，使CCD的应用较不受天候拘束。

　　●动态范围广（HighDynamicRange）：同时侦测及分辨强光和弱光，提高系统环境的使用范围，不因亮度差异大而造成信号反差现象。

　　●良好的线性特性曲线（Linearity）：入射光源强度和输出讯号大小成良好的正比关系，物体资讯不致损失，降低信号补偿处理成本。

　　●高光子转换效率（HighQuantumEfficiency）：很微弱的入射光照射都能被记录下来，若配合影像增强管及投光器，即使在暗夜远处的景物仍然还可以侦测到。

　　●大面积感光（LargeFieldofView）：利用半导体技术已可制造大面积的CCD芯片晶片，目前与传统底片尺寸相当的35mm的CCD已经开始应用在数码相机中，成为取代专业有利光学相机的关键元件。

　　●光谱响应广（BroadSpectralResponse）：能检测很宽波长范围的光，增加系统使用弹性，扩大系统应用领域。

　　●低影像失真（LowImageDistortion）：使用CCD感测器，其影像处理不会有失真的情形，使原物体资讯忠实地反应出来。

　　●体积小、重量轻。CCD具备体积小且重量轻的特性，因此，可容易地装置在人造卫星及各式导航系统上。

　　●低耗电力，不受强电磁场影响。

　　●电荷传输效率佳：该效率系数影响信噪比、解像率，若电荷传输效率不佳，影像将变得较模糊。

　　●可大批量生产，品质稳定，坚固，不易老化，使用方便及保养容易。CCD产业前七大厂商皆为日系厂商，占了全球98.5%的市场份额，在技术发展方面，目前较有特色的主要厂商为索尼、飞利普和柯达公司。

各公司在CCD产品方面的优势飞利普公司具有业界最大尺寸的CCD传感器，在数码相机的应用中，其35mm尺寸的CCD已经应用在"Contax"的数码相机中，成为专业数码相机的代言人。其次该公司还具有独特的"Frame-TransferCCD"（面扫描）技术，该产品在应用中，可实现每秒30-60幅的速率。这是真正视频信号的速度。

　　柯达的CCD采用了广受好评的ITOCCD（氧化铟锡）技术，而不是传统的聚硅化合物。其特点是敏锐度更高，般CCD感应较弱的蓝光以及抗杂讯干扰方面有突破性的改善，其对蓝光感应能力提高了2.5倍，同时大幅降低了杂讯干扰，使影像更强锐利、色彩更加准确，透光性比一般CCD提高了20%，对于一为专业数码摄影提供了高解析度、锐利度的影像。

传统CCD使用的是矩形的感光单元，而富士公司2年前研制的"SuperCCD（超级