首页 >>  正文

为什么很多单反都采用的CMOS传感器而不是CCD

来源:www.zuowenzhai.com    作者:编辑   日期:2024-06-07
为什么很多单反都采用的CMOS传感器而不是CCD

  最近经常有网友咨询CCD和CMOS到底有什么区别?买数码相机是不是CCD比CMOS好?其实细心的网友只要随意的在百度上收一下就会发现CCD和CMOS制作原理没有本质的区别,CCD与CMOS孰优孰劣不能一概而论,但一般而言,普及型的数码相机中使用CCD芯片的成像质量要好一些,因为CCD是集成在半导体单晶材料上,而CMOS是集成在被称做金属氧化物的半导体材料上,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。
  CMOS与CCD的争论由来已久,其感光器是数码相机的核心,也是最关键的技术。目前数码相机的感应器只有CCD感应器和CMOS感应器。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想头和简易电脑相机上,若有哪家摄像头厂商生产的摄想头使用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。来看看这两种感光器的原理:CCD(Charge Coupled Device ,感光耦合组件),是一种可以记录光线变化的半导体组件。由许多感光单位组成,通常以百万像素为单位。当CCD表面受到光线照射时,每个感光单位会将电荷反映在组件上,所有的感光单位所产生的信号加在一起,就构成了一幅完整的画面。CMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor,互补性氧化金属半导体)和CCD一样同为在数字相机中可记录光线变化的半导体。CMOS的制造技术和一般计算机芯片没什么差别,主要是利用硅和锗这两种元素所做成的半导体,使其在CMOS上共存着带N(带 – 电) 和 P(带 + 电)级的半导体,这两个互补效应所产生的电流即可被处理芯片纪录和解读成影像。
  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,目前的情况是,许多低档入门型的数码相机使用廉价的低档CMOS芯片,成像质量比较差。普及型、高级型及专业型数码相机使用不同档次的CCD,个别专业型或准专业型数码相机使用高级的CMOS芯片。代表成像技术X3芯片实际也是一种CMOS芯片。CCD可以说是近几年来垄断了整个消费DC市场,不过也正因为CCD天生的限制,使得DC很难实现全像素高速连拍和1080p摄录;CMOS技术这几年得到长足的发展,画质和控噪得到大幅提升,同时也具备了高速连拍的能力,而随着尼康、索尼开始在单反上使用CMOS,也说明了CMOS的技术正在得到认可。

  说到底CCD与CMOS孰优孰劣不能一概而论,但一般而言,普及型的数码相机中使用CCD芯片的成像质量要好一些。

以传统观点来说,CCD比CMOS的信号采集能力更强、噪音更低,但技术要求很高。
1.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。
2.就画质来说,CCD在低ISO时色彩艳丽和画面细腻;在相同低ISO下,肯定是CCD画质好。CMOS在信号采集A/D转换速度上也快很多;由于IC工艺和体系结构不同,CMOS更可靠且CMOS良品率高制造成本低。
3.如果卡片机采用CMOS,尽管成本会更低,但是在面积如此小的传感器上,在色彩艳丽和画质细腻方面要达到CCD的水平还有不小的距离,所以卡片机大都采用 CCD。与此相反的,单反相机由于对降噪和连拍速度的追求,一般都采用CMOS传感器。
CCD,是英文Charge Coupled Device 即电荷耦合器件的缩写,它是一种特殊半导体器件COMS,Comple-mentary Metal-Oxicle-Semiconductor,中文译为"互补金属氧化物半导体";
目前的情况是,许多低档入门型的数码相机使用廉价的低档CMOS芯片,成像质量比较差。普及型、高级型及专业型数码相机使用不同档次的CCD,个别专业型或准专业型数码相机使用高级的CMOS芯片。代表成像技术未来发展的X3芯片实际也是一种CMOS芯片。

当今DC使用的传感器主要是CCD和CMOS两种.但CMOS又分高端CMOS和低端CMOS.高端CMOS主要用在专业单反相机上,其成象质量非常优秀,要比CCD好.如佳能的最高端的1670万象素单反相机就是采用的高端全幅CMOS传感器,其价格要六万多元,还有佳能的350D等一些单反相机也是采用的高端CMOS传感器. CCD和CMOS在制造上的主要区别是CCD是集成在半导体单晶材料上,而CMOS是集成在被称做金属氧化物的半导体材料上,工作原理没有本质的区别。CCD只有少数几个厂商例如索尼、松下等掌握这种技术。而且CCD制造工艺较复杂,采用CCD的摄像头价格都会相对比较贵。事实上经过技术改造,目前CCD和CMOS的实际效果的差距已经减小了不少。而且CMOS的制造成本和功耗都要低于CCD不少,所以很多摄像头生产厂商采用的CMOS感光元件。成像方面:在相同像素下CCD的成像通透性、明锐度都很好,色彩还原、曝光可以保证基本准确。而CMOS的产品往往通透性一般,对实物的色彩还原能力偏弱,曝光也都不太好,由于自身物理特性的原因,CMOS的成像质量和CCD还是有一定距离的。但由于低廉的价格以及高度的整合性,因此在摄像头领域还是得到了广泛的应用。

目前,市场销售的数码摄像头中以CMOS感光器件的为主。在采用CMOS为感光元器件的产品中,通过采用影像光源自动增益补强技术,自动亮度、白平衡控制技术,色饱和度、对比度、边缘增强以及伽马矫正等先进的影像控制技术,完全可以达到与CCD摄像头相媲美的效果。受市场情况及市场发展等情况的限制,摄像头采用CCD图像传感器的厂商为数不多,主要原因是采用CCD图像传感器成本高的影响。

你好!数码相机的CCD是:电荷藕合器件图像传感器CCD(Charge Coupled Device),它使用一种高感光度的半导体材料制成,能把光线转变成电荷,通过模数转换器芯片转换成数字信号,数字信号经过压缩以后由相机内部的闪速存储器或内置硬盘卡保存,因而可以轻而易举地把数据传输给计算机,并借助于计算机的处理手段,根据需要和想像来修改图像。CCD由许多感光单位组成,通常以百万像素为单位。当CCD表面受到光线照射时,每个感光单位会将电荷反映在组件上,所有的感光单位所产生的信号加在一起,就构成了一幅完整的画面。
而CMOS则是:互补性氧化金属半导体CMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor)和CCD一样同为在数码相机中可记录光线变化的半导体。CMOS的制造技术和一般计算机芯片没什么差别,主要是利用硅和锗这两种元素所做成的半导体,使其在CMOS上共存着带N(带–电) 和 P(带+电)级的半导体,这两个互补效应所产生的电流即可被处理芯片纪录和解读成影像。然而,CMOS的缺点就是太容易出现杂点, 这主要是因为早期的设计使CMOS在处理快速变化的影像时,由于电流变化过于频繁而会产生过热的现象。
数码相机CCD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想头使用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。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。
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量,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。CMOS影像传感器的另一优点,是与周边电路的整合性高,可将ADC与讯号处理器整合在一起,使体积大幅缩小。 从噪点、耗电量、成本比,很多单反都采用的CMOS传感器而不是CCD,还是从价格考虑。
噪点:由于CMOS每个感光二极管都需搭配一个放大器,如果以百万像素计,那么就需要百万个以上的放大器,而放大器属于模拟电路,很难让每个放大器所得到的结果保持一致,因此与只有一个放大器放在芯片边缘的CCD传感器相比,CMOS传感器的噪点就会增加很多,影响图像品质。
耗电量:CMOS传感器的图像采集方式为主动式,感光二极管所产生的电荷会直接由旁边的电晶体做放大输出;而CCD传感器为被动式采集,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12~18V,因此CCD还必须有更精密的电源线路设计和耐压强度,高驱动电压使CCD的耗电量远高于CMOS。CMOS的耗电量仅为CCD的1/8到1/10。 成本:由于CMOS传感器采用一般半导体电路最常用的CMOS工艺,可以轻易地将周边电路(如AGC、CDS、Timing generator或DSP等)集成到传感器芯片中,因此可以节省外围芯片的成本;而CCD采用电荷传递的方式传送数据,只要其中有一个像素不能运行,就会导致一整排的数据不能传送,因此控制CCD传感器的成品率比CMOS传感器困难许多,即使有经验的厂商也很难在产品问世的半年内突破50%的水平,因此,CCD传感器的制造成本会高于CMOS传感器。
最后,CCD与CMOS传感器的前景
CCD在影像品质等方面均优于CMOS,而CMOS则具有低成本、低功耗、以及高整合度的特点。不过,随着CCD与CMOS传感器技术的进步,两者的差异将逐渐减小,新一代的CCD传感器一直在功耗上作改进,而CMOS传感器则在改善分辨率与灵敏度方面的不足。相信不断改进的CCD与CMOS传感器将为我们带来更加美好的数码影像世界。

我的建议是CMOS.现在来看佳能的成像感应器,还是不错的。成像好还省电!CCD在开启后电量要求很高。没有好的技术。是解决不了的。我知道的,目前索尼的A系列的还可以。你是爱好者吗?

佳能单反偏重采用CMOS,尼康和索尼偏重采用CCD,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 ,逐步被厂商大量采用。


14750173645为什么很多单反都采用的CMOS传感器而不是CCD
隗澜学答:其实细心的网友只要随意的在百度上收一下就会发现CCD和CMOS制作原理没有本质的区别,CCD与CMOS孰优孰劣不能一概而论,但一般而言,普及型的数码相机中使用CCD芯片的成像质量要好一些,因为CCD是集成在半导体单晶材料上,而CMOS是集成在被称做金属氧化物的半导体材料上,因为CMOS结构相对简单,与现有的大规...

14750173645为什么数码相机ccd感光好,而一些单反(如EOS550D)都用coms感光元件...
隗澜学答:另外,现在单反数码相机都定位于数码相机中的高端产品,因此在关系数码相机摄影质量的感光元(CCD或CMOS)的 面积上,单反数码的面积远远大于普通数码相机,这使得单反数码相机的每个像素点的感光面积也远远大于普通数码 相机,因此每个像素点也就能表现出更加细致的亮度和色彩范围,使单反数码相机的摄影质量明显高于普通数码相机 ...

14750173645为什么佳能的单反相机用cmos传感器而其他的牌
隗澜学答:说白了,就是技术,以前的cmos很低档,一般用于电脑记忆体,现在的手机摄像头还都是低档cmos传感器。而cmos制造成本相比ccd要低,电路设计简单,讯噪低,电力消耗低,佳能最早看重了cmos的特性,觉得又发展潜力,投入资金自行研究,最终制造出高品质的cmos传感器,装备于所有新一代eosd系统(除eos1ddigital...

14750173645为什么一些好的价格高的单反相机用的是CMOS做感光元件而不是CDD_百 ...
隗澜学答:1. 灵敏度差异:由于CMOS传感器的每个象素由四个晶体管与一个感光二极管构成(含放大器与A/D转换电路),使得每个象素的感光区域远小于象素本身的表面积,因此在象素尺寸相同的情况下,CMOS传感器的灵敏度要低于CCD传感器。2. 成本差异:由于CMOS传感器采用一般半导体电路最常用的CMOS工艺,可以轻易地将周边...

14750173645为什么单反相机的感光元件都是CMOS而不是ccd呢
隗澜学答:现在也有很多单反相机是ccd啊,索尼A230、A330都是,还有尼康D3000、佳能1000D都是。CCD传感器在灵敏度、分辨率、噪声控制等方面都优于CMOS传感器,而CMOS传感器则具有低成本、低功耗、以及高整合度的特点。不过,随着CCD与CMOS传感器技术的进步,两者的差异有逐渐缩小的态势,例如,CCD传感器一直在功耗上作...

14750173645为什么单反相机的感光元件都是CMOS而不是ccd呢
隗澜学答:佳能相机大都采用CMOS,成本上比较好控制 尼康自己不产感光件,买索尼的 奥林巴斯用的是自家产的live mos 据说是融合的CCD和CMOS的优点 用ccd的,索尼的机器比较多,谁让SONY是感光件的大生产商啊!索尼单反系统里,α200 300 350 230 330 380 390 290 都是使用CCD,新出的450 500 550 及 700 和...

14750173645大家都说数码相机传感器是CCD比CMOS好,那为什么一些索尼佳能的都用CMOS...
隗澜学答:楼上SB,不懂别瞎扯 CCD.CMOS各有优点 前者低感画质好,但耗电且成本高,所以现在基本只用于高端数码后背,适合商业摄影 而CMOS低感画质略逊,但高感好,省电,成本低,适合新闻摄影或家用,而你说的索尼佳能等牌子都是主打新闻摄影或家用的,自然CMOS更合适,但不代表比CCD好 望采纳,谢谢!!

14750173645为什么长焦的单反相机感光元件大都用COMS,而不是ccd
隗澜学答:copy给你: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量,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。CMOS影像传感器的...

14750173645为什么几万元的相机都用的是CMOS感光元件?
隗澜学答:因为几万元的数码单反基本上只有佳能一家在做,而佳能的看家感光元件就是CMOS.CMOS具有耗电量低、画质纯净、制造成本低等优势。而尼康D3也同样采用了CMOS。

14750173645佳能单反相机为怎么都用CMOS
隗澜学答:所以如果采用CCD芯片,则耗电量很可观。况且单反机除了感光芯片外,其他部件的耗电也比较大的。比如反光镜部分、镜头部分等。单反机的镜头比普通家用机的镜头口径要大,来回对焦消耗的电能也要大得多。若再加上全幅的CCD芯片,对电池来说负担很重的。所以佳能的单反机在使用了自己成熟的CMOS技术。


(编辑:祁柔郎)
联系方式:
关于我们 | 客户服务 | 服务条款 | 联系我们 | 免责声明 | 网站地图
@ 作文摘要网