2023年12月21日发(作者：士又松)
我们常见的手机摄像头根据传感器的不同主要有两种，一种是CCD传感器，一种是CMOS传 感器两种，下面我具体阐述下。
二者有什么区别，又是在哪里？
CCI）的优势在于成像质量好，但是由于制造工艺复杂，只有少数的厂商能够掌握，所 以导致制造成本居高不下，特别是大型CCD,价格非常高昂。在相同分辨率下，CMOS价格比 CCD便宜，但是CMOS器件产生的图像质量相比CCD来说要低一些。到目前为止，市面上绝 大多数的消费级别以及高端数码相机都使用CCD作为感应器；CMOS感应器则作为低端产品 应用于一些摄像头上，若有哪家摄像头厂商生产的摄像头使用CCD感应器，厂商一定会不遗 余力地以其作为卖点大肆宣传，甚至冠以“数码相机”之名。一时间，是否具有CCD感应器 变成了人们判断数码相机档次的标准之一。当让CMOS传感器也不是一无是处，相对于CCD 传感器，CMOS影像传感器的优点之一是电源消耗量比CCD低，CCD为提供优异的影像品质， 付出代价即是较高的电源消耗最，为使电荷传输顺畅，噪声降低，需由高压差改善传输效果。 但CMOS影像传感器将每一画素的电荷转换成电压，读取前便将其放大，利用3. 3V的电源即 可驱动，电源消耗量比CCD低。
什么是背照式摄像头？
所谓背照式摄像头就是在传统摄像头感光元件中，感光二极管位「电路晶体管后方， 进光量会因遮挡受到影响。所谓背照式摄像头就是将它掉转方向，让光线首先进入感光二极 管，从而增大感光量，显著提高低光照条件下的拍摄效果。那么他有什么优点呢？即便是小 尺寸的影像传感器，也能获得优良的高感光度能力，使得成像素•质更高。
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-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CMOSo
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。
嗓点差异:由于CMOS每个感光二极体旁都搭配•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.
CCD和CMOS只不过是摄像头材料而卡尔蔡司是德国一家以生产镜头和胶卷相机等光学制 品闻名于世的国际化大企业
2023年12月21日发(作者：士又松)
我们常见的手机摄像头根据传感器的不同主要有两种，一种是CCD传感器，一种是CMOS传 感器两种，下面我具体阐述下。
二者有什么区别，又是在哪里？
CCI）的优势在于成像质量好，但是由于制造工艺复杂，只有少数的厂商能够掌握，所 以导致制造成本居高不下，特别是大型CCD,价格非常高昂。在相同分辨率下，CMOS价格比 CCD便宜，但是CMOS器件产生的图像质量相比CCD来说要低一些。到目前为止，市面上绝 大多数的消费级别以及高端数码相机都使用CCD作为感应器；CMOS感应器则作为低端产品 应用于一些摄像头上，若有哪家摄像头厂商生产的摄像头使用CCD感应器，厂商一定会不遗 余力地以其作为卖点大肆宣传，甚至冠以“数码相机”之名。一时间，是否具有CCD感应器 变成了人们判断数码相机档次的标准之一。当让CMOS传感器也不是一无是处，相对于CCD 传感器，CMOS影像传感器的优点之一是电源消耗量比CCD低，CCD为提供优异的影像品质， 付出代价即是较高的电源消耗最，为使电荷传输顺畅，噪声降低，需由高压差改善传输效果。 但CMOS影像传感器将每一画素的电荷转换成电压，读取前便将其放大，利用3. 3V的电源即 可驱动，电源消耗量比CCD低。
什么是背照式摄像头？
所谓背照式摄像头就是在传统摄像头感光元件中，感光二极管位「电路晶体管后方， 进光量会因遮挡受到影响。所谓背照式摄像头就是将它掉转方向，让光线首先进入感光二极 管，从而增大感光量，显著提高低光照条件下的拍摄效果。那么他有什么优点呢？即便是小 尺寸的影像传感器，也能获得优良的高感光度能力，使得成像素•质更高。
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-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CMOSo
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。
嗓点差异:由于CMOS每个感光二极体旁都搭配•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.
CCD和CMOS只不过是摄像头材料而卡尔蔡司是德国一家以生产镜头和胶卷相机等光学制 品闻名于世的国际化大企业