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

2024年12月04日 15:59
有5个网友回答
网友(1):

我一直认为CCD要好过CMOS,几年前的CMOS 很多时候是被 佳能 炒作起来的所谓忽悠人的概念, 佳能很擅长为自己的偷工减料找到 高技术的解释,

他在运用消费者高技术崇拜和高像素崇拜方面实在是很有一套。总是在不断的暗示消费者他的技术是最先进的,这种做法很不厚道:

下面我给你慢慢讲:

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(photodiode)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。

CCD传感器中每一行中每一个象素的电荷数据都会依次传送到下一个象素中,由最底端部分输出,再经由传感器边缘的放大器进行放大输出;而在CMOS传感器中,每个象素都会邻接一个放大器及A/D转换电路,用类似内存电路的方式将数据输出。

造成这种差异的原因在于:CCD的特殊工艺可保证数据在传送时不会失真,因此各个象素的数据可汇聚至边缘再进行放大处理;而CMOS工艺的数据在传送距离较长时会产生噪声,因此,必须先放大,再整合各个象素的数据。

由于数据传送方式不同,因此CCD与CMOS传感器在效能与应用上也有诸多差异,这些差异包括:

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,只要其中有一个象素不能运行,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传感器的每个象素都比CCD传感器复杂,其象素尺寸很难达到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,2002年市面上CMOS传感器最高可达到210万象素的水平(OmniVision的 OV2610,2002年6月推出),其尺寸为1/2英寸,象素尺寸为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513万象素,象素尺寸也只有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 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。

综上所述,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改进,以应用于移动通信市场(这方面的代表业者为Sanyo);CMOS传感器则在改善分辨率与灵敏度方面的不足,以应用于更高端的图像产品,我们可以从以下各主要厂商的产品规划来看出一些端倪。

总的来说,全帧的CCD性能最好。其次是隔行的CCD。两种CCD的颜色还原都比CMOS强。 CMOS的综合性能最差。
full frame CCD最突出的优势是分辨率和动态范围。最弱的地方就是贵,耗电。

CMOS最差的地方是分辨率,动态范围和噪声。优势就是便宜,省电。

随着技术进步, cmos和CCD的差别逐渐缩小,cmos低成本优势逐渐显示, 所以各大厂家纷纷改用cmos,

这里我要说的是:以前 CMOS 并不是一种比CCD更先进成像更好的感光芯片,而是出于节约 成本考虑的选择,

几年前只有佳能一家使用CMOS, 佳能对CMOS的成像劣势和自己的偷工减料的成本考虑 避而不谈, 一直宣称CMOS是搞高科技也是 自己的技术领先的 地方。 误导消费者购买所谓的高技术CMOS.

这是 欺骗消费者,耍弄 消费者 , 佳能实在是不厚道。

网友(2):

首先,随着CMOS技术的成熟,CMOS与CCD的差异越来越小。另外,出于成本和产量的原因,CCD如果要做这么大的尺寸,成品率会非常低,造成产量不足和价格奇高。因此不要说全幅,就是APS-C也几乎没有采用CCD来做的。

至于成本会高到多少,举个例子,最早的数码单反是柯达的,采用CCD感光元件,200W像素的机器售价高达20多万

网友(3):

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。

网友(4):

那是过去,因为普通的摄像头就采用CMOS来感光,效果的确很差。但是现在的CMOS技术其实已经不能同一而语了,较CCD而言,事实上经过技术改造,目前CCD和CMOS的实际效果的差距已经基本没有了。而且CMOS的制造成本和功耗都要低于CCD不少,发热量也低,在图片噪点控制方面会更加出色,可以轻而易举的使用高感光度来进行照片的拍摄,不过因为配合CMOS需要更多的其他高级芯片组,所以,目前高档的CMOS感光元件仅用在高端的单反相机上面。
所以,现在你在数码单反上面看到的CMOS与电脑摄像头使用的CMOS尽管在原理本质上都属于感光元件类别,但是采用的技术其实已经是完全不同的了。

网友(5):

CMOS的省电,CCD的好些。