圖像傳感器有CMOS和CCD兩種模式。CMOS既互補(bǔ)性金屬氧化物半導(dǎo)體，CMOS主要是利用硅和鍺這兩種元素所做成的半導(dǎo)體，通過(guò)CMOS上帶負(fù)電和帶正電的晶體管來(lái)實(shí)現(xiàn)基本的功能的。這兩個(gè)互補(bǔ)效應(yīng)所產(chǎn)生的電流即可被處理芯片記錄和解讀成影像。CMOS針對(duì)CCD最主要的優(yōu)勢(shì)就是非常省電。不像由二級(jí)管組成的CCD和CMOS電路幾乎沒(méi)有靜態(tài)電量消耗。這就使得CMOS的耗電量只有普通CCD的1/3左右，CMOS重要問(wèn)題是在處理快速變換的影像時(shí)，由于電流變換過(guò)于頻繁而過(guò)熱。暗電流抑制的好就問(wèn)題不大，如果抑制的不好就十分容易出現(xiàn)噪點(diǎn)。
眾所周知，感光器件是攝像機(jī)最為核心的部件，在模擬攝像機(jī)以及標(biāo)清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)中，最為廣泛使用的是CCD，而CCD長(zhǎng)期以來(lái)都在市場(chǎng)上占有主導(dǎo)地位，出貨量遙遙領(lǐng)先。進(jìn)入高清監(jiān)控時(shí)代以后，CMOS逐漸被人們所認(rèn)識(shí)。
CCD的特點(diǎn)是靈敏度高，但響應(yīng)速度較低，不適用于高清監(jiān)控?cái)z像機(jī)采用的高分辨率逐行掃描方式，因此高清監(jiān)控?cái)z像機(jī)普遍采用CMOS感光器件。對(duì)于相同尺寸的感光器件，像素越高，意味著每個(gè)像素的進(jìn)光量越少，因此目前高清監(jiān)控?cái)z像機(jī)的突出問(wèn)題是清晰度提高，靈敏度降低。幸運(yùn)的是，目前已經(jīng)研發(fā)出720P與1080P專用的CMOS器件，其靈敏度性能已經(jīng)與CCD接近。
索尼大名鼎鼎的Exmor背照式COMS圖像傳感器，這種背照式CMOS被SONY廣泛應(yīng)用于Cyber-shot系列DC和Handycam系列DV上面，Exmor改變了傳統(tǒng)傳感器二極管位于電路晶體管下方的布局，讓光線首先到達(dá)感光二極管，由于不受金屬線路和晶體管的阻礙，開口率可提高至近100%。與表面照射型CMOS傳感器相比，背照式CMOS在靈敏度(S/N)上具有很大優(yōu)勢(shì)，顯著提高低光照條件下的拍攝效果，因此在低照度環(huán)境下拍攝，能夠大幅降低噪點(diǎn)。
傳統(tǒng)表面照射型CMOS傳感器每個(gè)像素點(diǎn)都要搭配一個(gè)對(duì)應(yīng)的A/D轉(zhuǎn)換器以及對(duì)應(yīng)的放大電路，因此，這部分電路會(huì)占用更多的像素面積，直接導(dǎo)致光電二極管實(shí)際感光的面積變小，感光能力變?nèi)酢６鳨xmorCMOS將光電二極管放置在傳感器芯片的最上層，把A/D轉(zhuǎn)換器及放大電路放到傳感器芯片的“背面”。這樣一來(lái)，通過(guò)微透鏡和色彩濾鏡進(jìn)來(lái)的光線就可以最大限度地被光電二極管利用，開口率得以大幅度提高，即便是小尺寸的影像傳感器，也能獲得優(yōu)良的高感光度能力。根據(jù)計(jì)劃，索尼2011年將在長(zhǎng)崎投資1000億日元，包括收購(gòu)東芝的半導(dǎo)體工廠，意在將Exmor傳感器產(chǎn)量提高一倍，但不知該計(jì)劃是否收到地震的影響。
IPC使用CMOS多于CCD已成為不爭(zhēng)的事實(shí)，是什么造成了這種現(xiàn)狀?兩者其中的差異化特征是什么?杭州?？低晹?shù)字技術(shù)股份有限公司產(chǎn)品總監(jiān)應(yīng)向群指出：“CCD、CMOS都是影像傳感器，由于其工藝不同，特性相差很大：CCD特有的工藝(制造工藝復(fù)雜，只有少數(shù)的廠商能夠掌握)，具有低照度效果好、信噪比高、通透感強(qiáng)、色彩還原能力佳等優(yōu)點(diǎn)，在交通、醫(yī)療等高端領(lǐng)域中廣泛應(yīng)用。由于其成像方面的優(yōu)勢(shì)，在很長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)還會(huì)延續(xù)采用，但同時(shí)由于其成本高、功耗大也制約了其市場(chǎng)發(fā)展的空間;CMOS傳感器采用一般半導(dǎo)體電路最常用的CMOS工藝，具有集成度高、功耗小、速度快、成本低等特點(diǎn)，最近幾年在寬動(dòng)態(tài)、低照度方面發(fā)展迅速;特別是背照式CMOS技術(shù)，在低照度、信噪比方面有了一個(gè)嶄新的發(fā)展，有些方面甚至超過(guò)了CCD。相信在高清攝像機(jī)未來(lái)的發(fā)展中，CMOS將占據(jù)著越來(lái)越越重要的地位。”
深圳波粒智能科技有限公司總經(jīng)理毛忠彪認(rèn)為，CMOS芯片功耗低，成本低，可以做到更高像素視頻，實(shí)現(xiàn)百萬(wàn)或千萬(wàn)級(jí)像素，而CCD做高幀率(全實(shí)時(shí))視頻攝像機(jī)，暫時(shí)最高只能做到200萬(wàn)。
米卡侯武東介紹說(shuō)，至于為什么IPC使用CMOS多于CCD呢?這是因?yàn)?，CCD和CMOS在制造上的主要區(qū)別是CCD被集成在半導(dǎo)體單晶材料上，而CMOS是集成在被稱做金屬氧化物的半導(dǎo)體材料上，工作原理雖然沒(méi)有本質(zhì)的區(qū)別，但由于CCD制造技術(shù)僅僅掌握在索尼、松下、夏普等少數(shù)幾個(gè)廠商手中，并且制造工藝較復(fù)雜，所以采用CCD的攝像頭價(jià)格都會(huì)相對(duì)比較貴。
CCD雖然成像質(zhì)量好，但是成本高，使用中也比較費(fèi)電。以前在攝像機(jī)都是標(biāo)清的時(shí)代，應(yīng)用在攝像機(jī)里的CCD圖像傳感器通常以十萬(wàn)像素為單位，比如40萬(wàn)像素的CCD，基本就是標(biāo)清720×576分辨率了。
隨著高清數(shù)碼攝像機(jī)普及，CCD的像素開始增多，但是還沒(méi)有多少機(jī)型的CCD達(dá)到百萬(wàn)像素的時(shí)候，新的CMOS圖像傳感器開始大舉占領(lǐng)圖像傳感器領(lǐng)域。相較CCD來(lái)說(shuō)，CMOS有成本低、省電的特點(diǎn)，隨著成像質(zhì)量不斷提高，越來(lái)越廣泛被使用在家用、專業(yè)甚至廣播級(jí)的攝像機(jī)中。CMOS和CCD一樣是在數(shù)碼設(shè)備記錄光線變化的半導(dǎo)體，外觀上幾乎無(wú)法分別。CMOS的制造技術(shù)和CCD不同，比較接近一般電腦晶片。CMOS發(fā)展的很快，像素?cái)?shù)量也增速很快，目前在攝像機(jī)領(lǐng)域使用的高端CMOS，很多都達(dá)到了1080×1920全高清分辨率。有些家用數(shù)碼攝像機(jī)的CMOS像素?cái)?shù)量也達(dá)到1000萬(wàn)。因此，在以高清為主打的IPC中采用CMOS就順理成章了。
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