天极传媒：天极网全国分站
您现在的位置：
& >&风雨四十年 简评CCD与CMOS的发展历史
风雨四十年 简评CCD与CMOS的发展历史Yesky数码影像频道 11:02
　　从年开始，各大厂商都开始逐渐把使用在不同的产品上，例如IXUS系列的“HS”技术，的Exmor R技术和的“iHS”等，可以说目前背照式的发展速度迅猛，广泛，是一种很有潜力的新型技术。
　　多年以前，当CMOS这种传感器还并没有完全被广泛应用的时候，牢牢占据着当时大部分数码最核心的位置。随着科技的发展，技术的不断提高，CMOS作为后起之秀已经逐渐在取代前者CCD的地位并且不断的自我改良。优胜劣汰，这是自然中所有行业都要遵循的法则，我们并不能说CCD一定比CMOS的应用前景要差，但是CMOS作为当下在数码相机产业中应用最广的一种传感器，一定是有着其独特的优势以及发展空间的。所以今天我就来为大家讲一讲CCD与CMOS的故事。
　　说到CCD，首先要介绍一下它的全名，CCD的英文全称是Charge-coupled Device，中文翻译成电荷耦合元件，是在1969年由贝尔实验室(Bell Labs)的维拉•波义耳(Willard. Boyle)和乔治•史密斯(George E. Smith)所发明。CCD目前仍然广泛的在以及天文学等里。我们都知道CCD是一种数码时代中代替传统胶片的介质，其工作原理也是借助着最初胶片上的化学物质对光的感应原理而演变过来的。CCD它使用一种高感光度的材料制成，能把光线转变成电荷，通过模数芯片转换成数字信号，数字信号经过压缩以后由内部的闪速存储器或内置卡保存，因而可以轻而易举地把数据传输给，并借助于计算机的处理手段，根据需要来修改图像。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。
　　CCD的比较显著特点是：
　　1.技术成熟
　　2.成像质量高
　　3.灵敏度高，噪声低，动态范围大;
　　.响应速度快，有自扫描功能，图像畸变小，无残像;
　　5.应用超大规模集成电路工艺技术生产，像素集成度高，尺寸精确。
　　CCD在相机里是一个极其重要的部件，它能将光线转换成电子信号储存起来，所以这个的好坏将直接影响相机的性能，所以相机中的传感器也会被称作是一个相机的灵魂。评价一个好坏的指标有很多，例如像素数、CCD尺寸、信噪比等等。其中像素数以及CCD的尺寸是最重要的指标。像素数是指CCD上感光元件的数量。我们可以把我们所拍摄到的画面理解为由很多个小的点组成，每个点就是一个像素。显然，像素数越多，画面就会越清晰，如果CCD没有足够的像素的话，拍摄出来的画面的清晰度就会大受影响。因此，CCD的像素数量应该越多越好。但是为了得到更好的画质而增加了CCD的像素数后又必定会导致一个问题，那就是CCD制造成本的增加以及成品率下降。
CCD传感器工作原理
　　所以针对成本等一系列的问题，一种成本更低、功耗更低以及高整合度的空出世了。CMOS的英文全称是：Complementary-Oxide-Semiconductor，中文翻译为互补金属氧化物，它本是系统内一种重要的芯片，保存了系统引导最基本的资料。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上共存着带负电的N极和带正电的P极的半导体，这两个一正一负互补效应所产生的电流即可被处理芯片纪录和转换成影像。后来发现CMOS经过加工也可以作为数码摄影中的图像。
CMOS传感器
　　CMOS的光电信息转换功能与的基本相似，区别就在于这两种传感器的光电转换后信息传送的方式不同。CMOS具有读取信息的方式简单、输出信息速率快、耗电省(仅为CCD芯片的1/10左右)、体积小、重量轻、集成度高、价格低等特点。正是考虑到CMOS传感器的制作成本以及成品率都要高于，所以几个知名厂商自2000起就开始加大对CMOS这种传感器的研发工作，目前CMOS的成长率已经达到了几倍于CCD的水平。我们可以看到，即使在早期公司的数码产品中还会有一些型号的使用CCD传感器，但是无论是尼康、还是在近几年所推出的里，我们基本已经很难再看到CCD的踪影了。虽然使用CMOS传感器会节约相机的成本，但是成像质量对于相机来说仍然是最重要的，CMOS相比起CCD来说最大的致命伤就是画质，这是因为早期的CMOS有个明显的缺点，就是在电流变化时频率变快，因此不可避免的会产生热量，最终造成画面出现杂点影响成像质量。
&&& 我们也可以通过以下几个方面看出CCD和CMOS各自不同的优缺点。
　　&&&&&&&&&& CCD&&&&&&&&&&&&& CMOS
　　全称： 电荷耦合装置& 互补金属氧化物半导体
　　价格：&&&&& 高&&&&&&&&&&&&&& 低
　　噪声：&&&&& 低&&&&&&&&&&&&&& 高
　　耗电量　&&& 高&&&&&&&&&&&&&& 低
　　影响锐利度& 高&&&&&&&&&&&&& 一般
　　动态范围&&& 高&&&&&&&&&&&&&&一般
&&& 所以为了让能发展的更好，成像质量就是技术人员们需要解决的头等问题。转眼间来到了年，这一年对于CMOS的整个发展来说是具有历史意义的，在2008年的月，公司发布了背照式CMOS，并冠以Exmor R名称，并且把这个背照式CMOS在索尼XR500/XR520两款DV产品上。随后在2009年的8月，所以发布了首次使用背照式CMOS的两款索尼和索尼WX1。从此，背照式CMOS迅速发展，并且随后多家厂商也都在数码中采用了索尼公司生产的背照式CMOS。
索尼背照式Exmor R CMOS
　　背照式最大的优化之处就是将元件内部的结构改变了，简单的将就是将感光层的元件调转方向，将原先从正面接收的光线改为从背面直射进去，这样一来就避免了在传统CMOS结构中光线会受到微透镜和光电二极管之间的电路和晶体管的影响，显著的提高光的效能，从而改善光线不足时拍摄效果。
背照式CMOS工作原理（图片来源于网络）
&&& 背照式CMOS作为一种的主流，必定会导致很多厂商在这上面大做文章，所以在2010年的8月，公司也终于推出了旗下首款搭载背照式CMOS的数码相机佳能IXUS 300 HS，其中的HS SYSTEM为背照式CMOS与当时佳能最新的DIGIC所结合的一种全新的系统，以达到低光条件下也能得到高画质的图像。
佳能IXUS 300 HS
　　总结：通过以上的介绍可以看出来，如果拿和CMOS这两种传感器来比较的话，CCD这种传感器的最大的优点在于成像质量高，而CMOS最大的优点就在于成本低便于批量生产，而随着背照式CMOS的兴起，CMOS的缺点在不断的被完善。目前只有公司的多款数码产品以及一些中画幅数码相机或数码后背仍然在使用，这是因为不同产品对画质有着不同的要求，所以那些中画幅的数码产品也的价格也往往会高出普通数码相机许多。因此，可以说将来的相机市场的主要发展方向任然会是以CMOS作为核心，并在这个基础上不断提高CMOS的分辨率以及灵敏度等等。时代在进步，节约成本是每个商家都在坚持的经商法则，CCD的未来不一定在相机市场里，在，CCD也会凭借着自身的优势而被广泛的使用。科技不断发展，我相信在未来的某一天，一定会有更多种类的传感器出现，这也只是时间的问题，到那时我们回望过去，看看我们曾经经历过的胶片时代、CCD时代和CMOS时代，一定会由衷的感叹科技日新月异的飞速发展。（作者：levitzki责任编辑：李强01）
天极新媒体&最酷科技资讯扫码赢大奖
* 网友发言均非本站立场，本站不在评论栏推荐任何网店、经销商，谨防上当受骗！
游戏整机手机家电1CCD与CMOS之争浮出水面&&& 近年来，的拍摄功能从可有可无逐渐变得必不可缺。尤其是随着各类社交网站和微博的兴起，用手机“随手拍”发微薄，或是来个LOMO风街拍已经成为一种时尚。随着大屏智能手机市场的爆发性崛起，各大厂商纷纷提升手机摄像头的像素值。然而事实上，决定手机摄像头画质的根本因素并不是像素，而是藏在手机内部的那一小块芯片-图像传感器。
手机摄像头CCD与CMOS之争
&&& 说到图像传感器，就不能不提到两个英文缩写：CCD和CMOS，这是市面上相机图像传感器的两个种类。如果你是一位对手机有研究的消费者，你会发现这样一个现象：最近几年上市的手机基本上都在使用CMOS传感器，而使用CCD传感器的手机则越来越少。那么，究竟是什么原因造成了这种局面的产生呢？2详解CCD与CMOS
详解CCD与CMOS
&&& 可能有些朋友对CCD和CMOS这两个词只是略有耳闻，并没有深入的了解，下面笔者就来详细介绍一下这两种传感器。
&&& CCD，英文全称为Charge-coupled Device，中文名为“电荷耦合组件”，是一种集成电路，上有许多排列整齐的电容，能够感应光线，并将图像转变成数字信号。经由外部电路的控制，每个小电容能将其所带的电荷转给它相邻的电容。CCD传感器广泛应用在数字摄影、天文学，尤其是光学遥测技术、光学与频谱望远镜和高速摄影技术上面。
CCD传感器（图片来源于与非网）
&&& 具体而言，一副图像经过透镜在电容数组表面成像后，依其亮度的强弱，会在每个电容单元上形成强弱不等的电荷。照相机一旦完成曝光的动作，控制电路就会使电容单元上的电荷传到相邻的下一个单元，当到达边缘最后一个单元时，电信号传入放大器，转变成电位。如此周著复始，直到整个图像都转成电位，取样并数字化之后存入存储器。所存储的图像可以传送存储设备保存或者在显示屏上显示。
使用CCD传感器的网络摄像头（图片来源于f2f）
&&& CMOS，英文全称为Complementary Metal-Oxide-Semiconductor，中文名为“互补式金属氧化物半导体”，它原本是计算机系统内一种重要的芯片，保存了系统引导最基本的资料。后来被证实可以作为数码摄影的感光元件。CMOS的成像过程与CCD相近，但在由电信号到数字信号的转换过程中有差异。CMOS传感器的每个像素旁直接连着ADC（放大兼类比数字信号），能够直接放大电信号并转换成数字信号。
无论CCD还是CMOS，成像原理都是相同的（图片来源于sensorway）
&&& 说到这里可能有些网友会问，在实际拍照的过程中，CCD和CMOS这两种传感器有什么区别呢？
&&& CMOS传感器的每个像素单元都比CCD传感器复杂，其像素尺寸很难达到CCD传感器的水平，因此，当比较相同尺寸的CCD与CMOS传感器时，CCD传感器的分辨率通常会优于CMOS传感器的水平。3CCD相对CMOS的三点劣势
CCD相对CMOS的三点劣势
&&& 那么问题出现了，既然同等条件下CCD传感器的图像分辨率更好，为什么市面上的绝大多数摄像头使用的都是CMOS传感器呢？摄像头供货商没有考虑到这一点吗？
&&& 当然不是，虽然CCD传感器在分辨率上有一定优势，但相对于CMOS传感器而言也存在着明显的缺陷。
CMOS传感器在手机上优势明显（图片来源于三好在线）
&&& 第一：传输速率较慢。前文已经提到，CCD传感器需要在同步时钟的控制下，以行为单位一位一位的输出信息，速度较慢；而CMOS传感器采集光信号的同时就可以取出电信号，并且能够同时处理各单元的图象信息，传输速度比CCD要快很多。
&&& 第二：成本较高。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集成到传感器芯片中，因此可以节省外围芯片的成本。而CCD传感器采用电荷传递的方式传送数据，只要其中有一个电容单元不能运行，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。因此，CCD传感器的成本高于CMOS传感器。
&&& 第三：耗电量大。CCD传感器的电荷耦合器大多需要三组电源供电，而CMOS传感器只需使用一个电源，耗电量仅为CCD电荷耦合器的1/8到1/10。对于手机这种对待机时长要求很高的产品而言，在摄像头组件上消耗太多电量无疑是不可取的，毕竟保证长时间的待机更为重要。4CCD传感器手机虽处弱势但不会消失
CCD传感器虽处弱势但不会消失
&&& 对于一款手机而言手机，轻薄的机身也就意味着摄像头的体积必须要控制在最小，这方面CMOS要比CCD占优势。CMOS能够实现大规模生产，且速度快、成本较低，对于手机来说也是福音。另外，耗电量也是手机选用CMOS传感器重要的因素。因此，近年来CCD感光元件在手机摄像头上的应用越来越少，尤其是从2011年以来，背照式CMOS传感器的大面积推广更是加剧了CCD的衰落。背照式CMOS改变传统的光线入射，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。
采用1210万像素CCD传感器的LG L-03（图片来源于和讯网）
&&& 随着背照式CMOS的技术日臻成熟，它的成像质量已经与CCD相当接近，而低廉的成本使得其成为众多摄像头供应商的首选。目前，仅有LG、夏普等少数手机厂商仍然在生产搭载CCD传感器的手机。
夏普SH011采用960万像素CCD传感器（图片来源于携带网）
&&& 虽然CMOS传感器已经在市场占据统治地位，但CCD传感器的高画质仍然受到一些消费者的追捧。有需求就会有市场，相信CCD传感器能够在手机市场的“夹缝”中保留住自己的生存空间。
主屏尺寸 4G网络
投诉欺诈商家:
天津重庆哈尔滨沈阳长春石家庄呼和浩特西安太原兰州乌鲁木齐成都昆明贵阳长沙武汉郑州济南青岛烟台合肥南京杭州东莞南宁南昌福州厦门深圳温州佛山宁波泉州惠州银川
本城市下暂无经销商
4￥26995￥26996￥27997￥31008￥83889￥249910￥4899专转本计算机第二章练习一(含答案)_百度文库
两大类热门资源免费畅读
续费一年阅读会员，立省24元！
专转本计算机第二章练习一(含答案)
&&计算机,专转本,第二章,练习一,(含答案),计算机组成原理
阅读已结束，下载文档到电脑
想免费下载本文？
定制HR最喜欢的简历
下载文档到电脑，方便使用
还剩19页未读，继续阅读
定制HR最喜欢的简历
你可能喜欢