CCD，是英文Charge Coupled Device即電荷耦合器件的縮寫，它是一種特殊半導(dǎo)體器件，上面有很多一樣的感光元件，每個(gè)感光元件叫一個(gè)像素。CCD由許多感光單位組成，通常以百萬像素為單位。當(dāng)CCD表面受到光線照射時(shí)，每個(gè)感光單位會將電荷反映在組件上，所有的感光單位所產(chǎn)生的信號加在一起，就構(gòu)成了一幅完整的畫面。CCD使用一種高感光度的半導(dǎo)體材料制成，能把光線轉(zhuǎn)變成電荷，通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器芯片轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，數(shù)字信號經(jīng)過壓縮以后由相機(jī)內(nèi)部的閃速存儲器或內(nèi)置硬盤卡保存，因而可以輕而易舉地把數(shù)據(jù)傳輸給計(jì)算機(jī)，并借助于計(jì)算機(jī)的處理手段，根據(jù)需要和想像來修改圖像。
CMOS，是英文Complementary Metal Oxide Semiconductor的縮寫，本意是指互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體——一種大規(guī)模應(yīng)用于集成電路芯片制造的原料。CMOS是微機(jī)主板上的一塊可讀寫的RAM芯片，用來保存當(dāng)前系統(tǒng)的硬件配置和用戶對某些參數(shù)的設(shè)定。CMOS可由主板的電池供電，即使系統(tǒng)掉電，信息也不會丟失。CMOSRAM本身只是一塊存儲器，只有數(shù)據(jù)保存功能，而對CMOS中各項(xiàng)參數(shù)的設(shè)定要通過專門的程序。在今日，CMOS制造工藝也被應(yīng)用于制作數(shù)碼影像器材的感光元件，尤其是片幅規(guī)格較大的單反數(shù)碼相機(jī)。雖然在用途上與過去非常不同，但基本上它仍然是采取CMOS的工藝，只是將純粹邏輯運(yùn)算的功能轉(zhuǎn)變成接收外界光線后轉(zhuǎn)化為電能，再透過芯片上的數(shù)碼─類比轉(zhuǎn)換器(ADC)將獲得的影像訊號轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)碼訊號輸出。
成像領(lǐng)域領(lǐng)導(dǎo)者對CCD與CMOS的看法
Mobotix公司首席執(zhí)行官Ralf Hinkel說，公司之所以使用CMOS是因?yàn)樗哪芎妮^低、反應(yīng)更快、技術(shù)先進(jìn)。他說，“CMOS傳感器無需帶有自動(dòng)光圈，可實(shí)現(xiàn)數(shù)字對比度提升和保證最佳曝光控制的可配置曝光測量區(qū)。”“大多數(shù)帶有機(jī)械自動(dòng)光圈的攝像機(jī)在背光的情況下多少會失去效果。結(jié)果就是黑暗的區(qū)域變得更加黑暗，無法識別人臉。”
在Hinkel看來，盡管人們經(jīng)常嘗試?yán)帽尘盁艄鈱D像進(jìn)行調(diào)整，結(jié)果卻不盡人意;因?yàn)樽詣?dòng)光圈鏡頭是關(guān)閉的。他強(qiáng)調(diào)，Mobotix使用一個(gè)完全不同的辦法來解決這個(gè)問題。“Mobotix攝像機(jī)使用的CMOS傳感器無需帶有機(jī)械自動(dòng)光圈。它們進(jìn)行電子曝光，時(shí)間從1/8000秒到1秒。這就是說，Mobotix攝像機(jī)沒有可移動(dòng)快門部件，不會失效或者在冬天被冷凍。”
另外，Hinkel解釋道，沒有自動(dòng)光圈的攝像機(jī)能夠進(jìn)行電子選擇看哪些目標(biāo)。曝光窗口配置簡單，它們可以自動(dòng)曝光控制，并對圖像的某部分進(jìn)行加亮。
Grandeye公司首席執(zhí)行官Alexa McCulloch也相信CMOS是未來之選。“雖然更加昂貴的CCD傳感器與CMOS傳感器相比，前者已經(jīng)能夠提供更高質(zhì)量的圖像，但后者在圖像質(zhì)量方面也已經(jīng)取得了很大進(jìn)步，且耗能更低，需要的電路系統(tǒng)更少。基于這些原因，Grandeye網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)使用CMOS傳感器，以實(shí)現(xiàn)外觀形態(tài)更小巧的攝像機(jī)。”
Axis Communications公司南亞區(qū)主管Oh Tee Lee認(rèn)為CMOS“前途無量”，已經(jīng)大量用于移動(dòng)電話、智能電話和PDA設(shè)備中。“CMOS傳感器的發(fā)熱更低，使用的電源更小，而CCD需要更大的電源。當(dāng)你使用裝備CCD傳感器的產(chǎn)品時(shí)，觸摸一下你就能立刻感覺到它們散發(fā)的熱量更多。另外，采用CMOS傳感器還可以生產(chǎn)出更加小型化的產(chǎn)品。隨著科技進(jìn)步及價(jià)格降低，CMOS將得到更加廣泛的應(yīng)用。”
Lee透露，Axis的很多產(chǎn)品已經(jīng)使用CMOS的逐行掃描。他說，“很少有百萬像素?cái)z像機(jī)使用CCD，因?yàn)楹笳咝枰粚痈魺崮?。CMOS還可以實(shí)現(xiàn)CCD傳感器無法實(shí)現(xiàn)的視窗功能。”
IQin Vision公司首席營銷主管Paul Bodell說，“雖然CCD技術(shù)更加成熟，但能夠用于百萬像素?cái)z像機(jī)的卻不多。而CMOS不僅可靠而且價(jià)格合理。”
另外，Sony公司的產(chǎn)品計(jì)劃部經(jīng)理Hidenori Taguchi提醒，“事物在發(fā)生變化，但CCD在靈敏度方面依舊保持優(yōu)勢。”
對此，Lee表示認(rèn)同，“現(xiàn)在，CCD傳感器得到了更加廣泛的使用，因?yàn)樗鼈円呀?jīng)進(jìn)入市場了很長一段時(shí)間。諸如Sony、Cannon和Panasonic的很多攝像機(jī)制造商都使用CCD傳感器。”他繼續(xù)說道，CCD傳感器在低照度環(huán)境下的表現(xiàn)也更加優(yōu)秀，并能夠提供背光補(bǔ)償和寬動(dòng)態(tài)功能。
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