感光元件cmos和ccd（什么是CCD与CMOS传感器）

本文目录

• 什么是CCD与CMOS传感器
• 感光元件CMOS和CCD都有什么区别
• ccd和cmos区别和优点
• 中国能制造ccd和cmos感光原件吗原因是什么现在是处于什么水平

什么是CCD与CMOS传感器

CCD与CMOS传感器是当前被普遍采用的两种图像传感器，两者都是利用感光二极管进行光电转换，将图像转换为数字数据，而其主要差异是数字数据传送的方式不同。一般而言普通的数码相机中使用CCD芯片的成像质量要好一些。

CCD优缺点：功耗小，工作电压低；抗冲击与震动，性能稳定，寿命长；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；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，商品化生产成本低。

CMOS优缺点：传感器的灵敏度，噪声和暗电流性能远远低于CCD传感器。CMOS传感器不需要复杂的外部时钟驱动器电子器件，可产生精确的电压和波形，以在传感器周围移动电荷。它们不需要复杂的外部读出电子器件，双相关采样器和A/D转换器。

读出所需的所有电子元件都内置于传感器中。单芯片只需要干净的电源即可提供良好的图像，并可直接以数字方式读出。这就是CMOS传感器在成本方面具有很大优势的原因。

器件简介

CCD传感器又叫电荷耦合器，它是一种特殊的半导体材料，由大量独立的感光二极管组成，一般按照矩阵形式排列。目前，CCD的种类有很多，其中面阵型CCD是主要应用在数码相机中。它是由许多单个感光二极管组成的阵列，整体呈正方形，然后像砌砖一样将这些感光二极管砌成阵列来组成可以输出一定解析度图像的CCD传感器。

从功能上来说，CCD感光元件在某种程度的相当于传统相机的胶卷。从消费者选择的角度来说，CCD感光元件当然是越大越好。

以上内容参考：百度百科-CCD感光元件

感光元件CMOS和CCD都有什么区别

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CMOS。

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。

噪点差异：由于CMOS每个感光二极体旁都搭配一个 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。

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， 特别是 Canon 系列的 EOS D30 、EOS 300D 的成功，足见高速影像处理晶片已经可以胜任高像素 CMOS 所产生的影像处理时间与能力的缩短；

另外，大尺寸全片幅则以 Kodak DCS Pro14n、DCS Pro/n、DCS Pro/c 这一系列的数码机身为号召，CMOS未来跨足高阶的影像市场产品，前景可期。

ccd和cmos区别和优点

ccd和cmos区别：

1、灵敏度差异：由于CMOS传感器的每个像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)，使得每个像素的感光区域远小于像素本身的表面积，因此在像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。

除此之外，由于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传感器的成本会高于CMOS传感器。

3、分辨率差异：如上所述，CMOS传感器的每个像素都比CCD传感器复杂，其像素尺寸很难达到CCD传感器的水平，因此，当我们比较相同尺寸的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。

例如，目前市面上CMOS传感器最高可达到210万像素的水平(OmniVision的 OV2610，2002年6月推出)，其尺寸为1/2英寸，像素尺寸为4.25μm，但Sony在2002年12月推出了ICX452，其尺寸与 OV2610相差不多(1/1.8英寸)，但分辨率却能高达513万像素，像素尺寸也只有2.78mm的水平。

4、噪声差异：由于CMOS传感器的每个感光二极管都需搭配一个放大器，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传感器的噪声就会增加很多，影响图像品质。

5、功耗差异：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晶体管放大输出，但CCD传感器为被动式采集，需外加电压让每个象素中的电荷移动，而此外加电压通常需要达到12~18V。

因此，CCD传感器除了在电源管理电路设计上的难度更高之外(需外加 Power IC)，高驱动电压更使其功耗远高于CMOS传感器的水平。举例来说，OmniVision近期推出的OV7640(1/4英寸、VGA)，在 30 fps的速度下运行，功耗仅为40mW。

而致力于低功耗CCD传感器的Sanyo公司去年推出了1/7英寸、CIF等级的产品，其功耗却仍保持在90mW 以上，虽然该公司近期将推出35mW的新产品，但仍与CMOS传感器存在差距，且仍处于样品阶段。

CCD与CMOS图像传感器各自的特点：

CCD图像传感器作为摄像器件，与摄像管相比，具有有体积小、重量轻、功耗小、寿命长、工作电压低、灵敏度高、分辨率高、动态范围宽、光敏元的几何精度高、光谱响应范围宽、抗震性和抗冲击性好、不受电磁场干扰等一系列优点。

与CCD相比，CMOS具有体积小、耗电量低、售价较低的优点。与CCD产品相比，CMOS是标准工艺制程，可利用现有的半导体设备，不需额外的投资设备，且品质可随着半导体技术的提升而进步。值得注意的是，全球晶圆厂的CMOS生产线较多，量产时也有利于成本的降低。

中国能制造ccd和cmos感光原件吗原因是什么现在是处于什么水平

首先回答您的问题:中国目前民用高端领域基本上不能自主研发，自己制造，低端领域有部分厂家。军用领域尚不清楚。

参考资料如下:

图像传感器市场的主要产品为CMOS与CCD。CMOS虽然进入市场时间较晚，但性能上与CCD接近，更有价格低、体积小、功耗低的优势，如今CMOS在图像传感器市场中牢牢占据主导优势。

CMOS因采用标准的半导体工艺制造，属于典型的半导体行业，规模经济属性明显，所以市场集中度较高，两三家主要的厂商占据70%左右的市场份额。目前CMOS市场主要的厂商有索尼、三星、美国豪威及安森美半导体。美国豪威在2011年之前一直是非数码相机图像传感器领域的龙头厂商，且成功进入苹果的供应链。然而索尼在2011年成功取代美国豪威，获得苹果iPhone 4S800万像素主摄像头的CMOS订单，凭借其高质量的产品，在国际上销售额不断提高，取代了美国豪威的霸主地位。索尼定位高端智能机市场，客户为苹果、索尼自家高端手机以及其他厂商的几乎所有高端品牌手机。目前索尼仍然几乎独霸1300万及以上像素CMOS市场。失去苹果订单之后，豪威将重心转至中国市场，不仅在中国中高端智能机市场占有较高份额，同时也积极开发中低端CMOS产品。三星的CMOS产品原来主要应用于中低端，目前逐步走向中高端，但仍与索尼具有较大差距，而且三星主要是自产自销，也曾在索尼CMOS产品供应不足时趁机进入一些中国手机厂商的供应链。安森美半导体于2014年6月收购原美光科技旗下的Aptina，Aptina主要是面向中低端，过去在中国市场份额很高，但由于受到OV与国内新起之秀如格科微等厂商的夹击，声势大减。