为什么CCD的成像质量要比CMOS的要高

飘渺的人

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飘渺的人

CCD和CMOS感光元件都采用感光二极管作为捕获光线的部件，感光二极管受到光线照射时会输出电流，电流的强度则和光照的强度成正比。但不同的是，一个CCD感光单元除了感光二极管之外，只包括一个控制相邻电荷的寄存器。而CMOS感光单元的构成则比较复杂，除了感光二极管之外，还包括放大器和模/数转换电路，这样一个感光单元就包含了一个感光二极管和三个晶体管。每个CCD或CMOS感光单元就是感光元件上的一个子像素。



HC1E上使用的CMOS传感器
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3 r8 V3 S, K# R) o　　不过，CCD和CMOS感光元件的工作原理并不相同。在CCD中，每个感光单元产生的电荷，也就是模拟信号沿着同列的垂直寄存器逐次传输，并逐次与下一个感光单元的信号结合，直到进入水平寄存器，最终由输出端经过放大器的放大输出。这些模拟信号再经过模数转换芯片处理之后，以二进制图像矩阵的形式传输给专用的DSP芯片处理。而在CMOS中，单个单元就可以完成电信号的放大和模/数转换工作，所得的数字信号合并后直接交给DSP芯片处理。不同的结构和工作原理使得CCD和CMOS这两种感光元件各自拥有不同的特点。
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2、CCD和CMOS的优缺点
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　　由于CCD感光元件的单个感光单元结构简单，因此在相同面积下，CCD感光元件可以做得比CMOS更加精细，分辨率更高；同时，在感光单元中，感光二极管占有更大的面积，所得图像也比较艳丽；此外，由于统一进行信号放大，因此图像的噪音小。不过，CCD也有一些缺点，首先是要使用专用的制造设备，而且一个单元的损坏会造成整个列的失效，成品率低，导致生产成本较高；其次，CCD需要外加电压才能使电荷流动，并且不同的垂直寄存器需要的电压不一样，要用专用的电源管理电路配合，功耗比同尺寸的CMOS高；再次，由于CCD感光元件本身无法和模/数转换等周边电路整合，因此整个模块的小型化比较困难。
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CMOS感光元件可以利用标准的CMOS半导体芯片生产技术大规模生产，同时，它的每个感光单元都是独立的，即使损坏也不会影响到其他单元，因此生产成本低廉；其次，由于每个单元独立进行信号放大和模/数转换，因此不但功耗很低，而且整个模块的体积也更小。但是，由于感光单元中更大的部分被放大器和模/数转换单元占据，传统CMOS元件的开口率很低，由此导致光利用效率差，色彩也不够艳丽；此外，由于每个单元独立输出，初始信号的放大率很难做到严格统一，因此图像的噪声问题比较严重。
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# j% E/ J5 N. g' s* N) q& Z3、不断发展的CMOS新技术

( P" d/ ^+ {1 x5 x$ o　　首先是制造工艺的提升。减小晶体管的尺寸，扩大感光单元的有效感光区域是提升CMOS感光元件开口率最直接的办法，这方面的代表技术是索尼的“精细处理技术”。索尼的HDV-HC1使用的 1/3英寸300万像素CMOS感光元件通过采用精细处理技术，减小了晶体管的尺寸，成功地使灵敏度比普通CMOS提高了20%，动态范围提高了56%，噪音也进一步降低。

　　降低噪声技术——CMOS感光元件的噪声来源有两种：一是固定图像噪声，指的是由于感光单元的放大器放大率不同而出现的噪声；二是由于内部电磁干扰产生的随机噪声。降噪的方法一是在CMOS芯片内部内置降噪电路，二是在DSP芯片中作降噪处理，其余还包括优化CMOS感光元件的结构等等，佳能、索尼等公司在数码相机用CMOS感光元件和处理芯片中都已经搭载了效果很好的降噪技术。

　　索尼在数码摄像机的影像处理技术（也就是所谓的“算法”）上的改进也很重要。索尼专门为CMOS感光芯片开发了“增强型影像处理器”，使用了全新的算法，能够很好地提升HDV影像的动态范围，表现影像的层次感。

我在网上看到了,但是不知道是否全面,大家看看,给给意见

zoumin

大概是这样吧!