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  • 1 # 蘿蔔哥40

    CMOS的製造技術和一般計算機晶片沒什麼差別,主要是利用矽和鍺這兩種元素所做成的半導體,使其在CMOS上共存著帶N(帶–電) 和 P(帶+電)級的半導體,這兩個互補效應所產生的電流即可被處理晶片紀錄和解讀成影像。然而,CMOS的缺點就是太容易出現雜點, 這主要是因為早期的設計使CMOS在處理快速變化的影像時,由於電流變化過於頻繁而會產生過熱的現象。

    CCD:電荷藕合器件影象感測器CCD(Charge Coupled Device),它使用一種高感光度的半導體材料製成,能把光線轉變成電荷,透過模數轉換器晶片轉換成數字訊號,數字訊號經過壓縮以後由相機內部的閃速儲存器或內建硬碟卡儲存,因而可以輕而易舉地把資料傳輸給計算機,並藉助於計算機的處理手段,根據需要和想像來修改影象。CCD由許多感光單位組成,通常以百萬畫素為單位。當CCD表面受到光線照射時,每個感光單位會將電荷反映在元件上,所有的感光單位所產生的訊號加在一起,就構成了一幅完整的畫面。

    CMOS和CCD同為感光元件,只不過技術不一樣而已 。

    CCD和CMOS在製造上的主要區別是CCD是整合在半導體單晶材料上,而CMOS是整合在被稱做金屬氧化物的半導體材料上,工作原理沒有本質的區別。CCD只有少數幾個廠商例如索尼、松下等掌握這種技術。而且CCD製造工藝較複雜,採用CCD的攝像頭價格都會相對比較貴。事實上經過技術改造,目前CCD和CMOS的實際效果的差距已經減小了不少。而且CMOS的製造成本和功耗都要低於CCD不少,所以很多攝像頭生產廠商採用的CMOS感光元件。成像方面:在相同畫素下CCD的成像通透性、Octavia度都很好,色彩還原、曝光可以保證基本準確。而CMOS的產品往往通透性一般,對實物的色彩還原能力偏弱,曝光也都不太好,由於自身物理特性的原因,CMOS的成像質量和CCD還是有一定距離的。新一代的CCD朝向耗電量減少作為改進目標,以期進入照相手機的行動通訊市場;CMOS系列,則開始朝向大尺寸面積與高速影像處理晶片統合,藉由後續的影像處理修正噪點以及畫質表現, 特別是 Canon 系列的 EOS D30 、EOS 300D 的成功,足見高速影像處理晶片已經可以勝任高畫素CMOS 所產生的影像處理時間與能力的縮短;CMOS未來跨足高階的影像市場產品,前景可期。 但由於低廉的價格以及高度的整合性,因此在攝像頭領域還是得到了廣泛的應用。

    因為CMOS結構相對簡單,與現有的大規模積體電路生產工藝相同,從而生產成本可以降低。從原理上,CMOS的訊號是以點為單位的電荷訊號,而CCD是以行為單位的電流訊號,前者更為敏感,速度也更快,更為省電。現在高階的CMOS並不比一般CCD差,但是CMOS工藝還不是十分成熟,普通的 SMOS 一般解析度低而成像較差。

    優點缺點的分析

    CCD技術成熟,成像質量好,畢竟它是現在應用的最廣泛的成像元件,優點在於

    1)CCD從一開始就是為影象而生。CCD從根本上說,就是採用為影象和電荷傳輸最佳化設計的製造技術。這種技術,保證了CCD的效能不會因為減小畫素尺寸,而發生降低。這種專用技術的應用,當然也造成了CCD的一大劣勢--不能整合其他影象處理功能到這塊感測器上。

    2)CCD感測器從根本上避免了由於畫素竄擾產生的fixed-pattern noise (固定圖樣噪聲,FPN),以及temporal noise(暫時噪聲)。而這兩種噪音在CMOS上是永遠不能避免的。

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