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CCD傳感器中每一行中每一個(gè)像素的電荷數(shù)據(jù)都會(huì)依次傳送到下一個(gè)像素中,由底端部分輸出,再經(jīng)由傳感器邊緣的放大器進(jìn)行放大輸出;而在CMOS傳感器中,每個(gè)像素都會(huì)鄰接一個(gè)放大器及A/D轉(zhuǎn)換電路,用類似內(nèi)存電路的方式將數(shù)據(jù)輸出。
造成這種差異的原因在于:CCD的特殊工藝可保證數(shù)據(jù)在傳送時(shí)不會(huì)失真,因此各個(gè)像素的數(shù)據(jù)可匯聚至邊緣再進(jìn)行放大處理;而CMOS工藝的數(shù)據(jù)在傳送距離較長(zhǎng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生噪聲,因此,必須先放大,再整合各個(gè)像素的數(shù)據(jù)。
由于數(shù)據(jù)傳送方式不同,因此CCD與CMOS傳感器在效能與應(yīng)用上也有諸多差異,這些差異包括:由于CMOS傳感器的每個(gè)象素由四個(gè)晶體管與一個(gè)感光二極管構(gòu)成(含放大器與A/D轉(zhuǎn)換電路),使得每個(gè)象素的感光區(qū)域遠(yuǎn)小于象素本身的表面積,因此在象素尺寸相同的情況下,CMOS傳感器的靈敏度要低于CCD傳感器。由于CMOS傳感器采用一般半導(dǎo)體電路的CMOS工藝,可以輕易地將周邊電路(如AGC、CDS、Timing generator、或DSP等)集成到傳感器芯片中,因此可以節(jié)省外圍芯片的成本
CMOS傳感器的圖像采集方式為主動(dòng)式,感光二極管所產(chǎn)生的電荷會(huì)直接由晶體管放大輸出,但CCD傳感器為被動(dòng)式采集,需外加電壓讓每個(gè)象素中的電荷移動(dòng),而此外加電壓通常需要達(dá)到12~18V;因此,CCD傳感器除了在電源管理電路設(shè)計(jì)上的難度更高之外(需外加 power IC),高驅(qū)動(dòng)電壓更使其功耗遠(yuǎn)高于CMOS傳感器的水平。舉例來(lái)說(shuō),OmniVision推出的OV7640(1/4英寸、VGA),在 30 fps的速度下運(yùn)行,功耗僅為40mW;而致力于低功耗CCD傳感器的Sanyo公司推出的1/7英寸、CIF等級(jí)的產(chǎn)品,其功耗卻仍保持在90mW 以上。因此CCD發(fā)熱量比CMOS大,不能長(zhǎng)時(shí)間在陽(yáng)光下工作。