ccd和cmos摄像头的区别是什么?

有鉴于许多网友询问  CCD  与  CMOS  的主要差别。我们暂时撇开复杂的技术文字，透过简单的比较来看这两种不同类型，作用相同的影像感光元件。
　　不管，CCD  或  CMOS，基本上两者都是利用矽感光二极体（photodiode）进行光与电的转换。这种转换的原理与各位手上具备“太阳电能”电子计算机的“太阳能电池”效应相近，光线越强、电力越强；反之，光线越弱、电力也越弱的道理，将光影像转换为电子数字信号。
　　比较  CCD  和  CMOS  的结构，ADC的位置和数量是最大的不同。简单的说，按我们在上一讲“CCD  感光元件的工作原理（上）”中所提之内容。CCD每曝光一次，在快门关闭后进行像素转移处理，将每一行中每一个像素（pixel）的电荷信号依序传入“缓冲器”中，由底端的线路引导输出至  CCD  旁的放大器进行放大，再串联  ADC  输出；相对地，CMOS  的设计中每个像素旁就直接连着  ADC（放大兼类比数字信号转换器），讯号直接放大并转换成数字信号。
　　两者优缺点的比较
　　CCD  CMOS
　　设计  单一感光器  感光器连接放大器
　　灵敏度  同样面积下高  感光开口小，灵敏度低
　　成本  线路品质影响程度高，成本高  CMOS整合集成，成本低
　　解析度  连接复杂度低，解析度高  低，新技术高
　　噪点比  单一放大，噪点低  百万放大，噪点高
　　功耗比  需外加电压，功耗高  直接放大，功耗低
　　由于构造上的基本差异，我们可以表列出两者在性能上的表现之不同。CCD的特色在于充分保持信号在传输时不失真（专属通道设计），透过每一个像素集合至单一放大器上再做统一处理，可以保持资料的完整性；CMOS的制程较简单，没有专属通道的设计，因此必须先行放大再整合各个像素的资料。
　　整体来说，CCD  与  CMOS  两种设计的应用，反应在成像效果上，形成包括  ISO  感光度、制造成本、解析度、噪点与耗电量等，不同类型的差异：
　　ISO  感光度差异：由于  CMOS  每个像素包含了放大器与A/D转换电路，过多的额外设备压缩单一像素的感光区域的表面积，因此  相同像素下，同样大小之感光器尺寸，CMOS的感光度会低于CCD。
　　成本差异：CMOS  应用半导体工业常用的  MOS制程，可以一次整合全部周边设施于单晶片中，节省加工晶片所需负担的成本  和良率的损失；相对地  CCD  采用电荷传递的方式输出资讯，必须另辟传输通道，如果通道中有一个像素故障（Fail），就会导致一整排的  讯号壅塞，无法传递，因此CCD的良率比CMOS低，加上另辟传输通道和外加  ADC  等周边，CCD的制造成本相对高于CMOS。
　　解析度差异：在第一点“感光度差异”中，由于  CMOS  每个像素的结构比  CCD  复杂，其感光开口不及CCD大，  相对比较相同尺寸的CCD与CMOS感光器时，CCD感光器的解析度通常会优于CMOS。不过，如果跳脱尺寸限制，目前业界的CMOS  感光原件已经可达到1400万  像素  /  全片幅的设计，CMOS  技术在量率上的优势可以克服大尺寸感光原件制造上的困难，特别是全片幅  24mm-by-36mm  这样的大小。
　　噪点差异：由于CMOS每个感光二极体旁都搭配一个  ADC  放大器，如果以百万像素计，那么就需要百万个以上的  ADC  放大器，虽然是统一制造下的产品，但是每个放大器或多或少都有些微的差异存在，很难达到放大同步的效果，对比单一个放大器的CCD，CMOS最终计算出的噪点就比较多。
　　耗电量差异：CMOS的影像电荷驱动方式为主动式，感光二极体所产生的电荷会直接由旁边的电晶体做放大输出；但CCD却为被动式，  必须外加电压让每个像素中的电荷移动至传输通道。而这外加电压通常需要12伏特（V）以上的水平，因此  CCD  还必须要有更精密的电源线路设计和耐压强度，高驱动电压使  CCD  的电量远高于CMOS。
　　尽管  CCD  在影像品质等各方面均优于CMOS，但不可否认的CMOS具有低成本、低耗电以及高整合度的特性。  由于数码影像的需求热烈，CMOS的低成本和稳定供货，成为厂商的最爱，也因此其制造技术不断地改良更新，使得  CCD  与  CMOS  两者的差异逐渐缩小  。新一代的CCD朝向耗电量减少作为改进目标，以期进入照相手机的行动通讯市场；CMOS系列，则开始朝向大尺寸面积与高速影像处理晶片统合，藉由后续的影像处理修正噪点以及画质表现，  特别是  Canon  系列的  EOS  D30  、EOS  300D  的成功，足见高速影像处理晶片已经可以胜任高像素  CMOS  所产生的影像处理时间与能力的缩短；另外，大尺寸全片幅则以  Kodak  DCS  Pro14n、DCS  Pro/n、DCS  Pro/c  这一系列的数码机身为号召，CMOS未来跨足高阶的影像市场产品，前景可期。

CCD与CMOS传感器是当前被普遍采用的两种图像传感器，两者都是利用感光二极管(photodiode)进行光电转换，将图像转换为数字数据，而其主要差异是数字数据传送的方式不同。
  如下图所示，CCD传感器中每一行中每一个象素的电荷数据都会依次传送到下一个象素中，由最底端部分输出，再经由传感器边缘的放大器进行放大输出;而在CMOS传感器中，每个象素都会邻接一个放大器及A/D转换电路，用类似内存电路的方式将数据输出。
  造成这种差异的原因在于:CCD的特殊工艺可保证数据在传送时不会失真，因此各个象素的数据可汇聚至边缘再进行放大处理;而CMOS工艺的数据在传送距离较长时会产生噪声，因此，必须先放大，再整合各个象素的数据。

CCD是目前比较成熟的成像器件，CMOS被看作未来的成像器件。  因为CMOS结构相对简单，与现有的大规模集成电路生产工艺相同，从而生产成本可以降低。从原理上，CMOS的信号是以点为单位的电荷信号，而CCD是以行为单位的电流信号，前者更为敏感，速度也更快，更为省电。现在高级的CMOS并不比一般CCD差，但是CMOS工艺还不是十分成熟，普通的  CMOS  一般分辨率低而成像较差。

不管CCD  或  CMOS，基本上两者都是利用矽感光二极体（photodiode）进行光与电的转换。这种转换的原理与各位手上具备“太阳电能”电子计算机的“太阳能电池”效应相近，光线越强、电力越强；反之，光线越弱、电力也越弱的道理，将光影像转换为电子数字信号。
比较  CCD  和  CMOS  的结构，ADC的位置和数量是最大的不同。简单的说，按我们在上一讲“CCD  感光元件的工作原理（上）”中所提之内容。CCD每曝光一次，在快门关闭后进行像素转移处理，将每一行中每一个像素（pixel）的电荷信号依序传入“缓冲器”中，由底端的线路引导输出至  CCD  旁的放大器进行放大，再串联  ADC  输出；相对地，CMOS  的设计中每个像素旁就直接连着  ADC（放大兼类比数字信号转换器），讯号直接放大并转换成数字信号。