中心議題：

• CCD與CMOS的比較
• CCD與CMOS各方麵的差異

解決方案：

• CCD的特色在於充分保持信號在傳輸時不失真
• CMOS的設計中每個畫素旁就直接連著『放大器』
  

CCD和CMOS感光元件的區別Mr.OH!在第二講中概略地介紹了CCD與CMOS，但對於大多數的同學來說，看得到的卻是一顆顆已經整合好的晶片組合！內nei部bu詳xiang細xi的de結jie構gou
，以yi及ji到dao底di是shi如ru何he運yun作zuo產chan生sheng我wo們men看kan到dao的de一yi幅fu幅fu數shu位wei照zhao片pian，且qie我wo們men撇pie開kai複fu雜za的de技ji術shu文wen字zi，透tou過guo圖tu片pian比bi較jiao
，來lai看kan這zhe兩liang種zhong不bu同tong類lei型xing，作zuo用yong卻que又you相xiang同tong的de影ying像xiang感gan光guang元yuan件jian.



OlympusE1CCD感光套件（包含超音波除塵器）放大器位置和數量比較CCD和CMOS的結構，放大器的位置和數量是最大的不同之處，會在下一講CCD感光元件工作原理（上）
，提及完整的感光元件作業流程。此講中
，Mr.OH!簡單地解釋：CCD每曝光一次，自快門關閉或是內部時脈自動斷線（電子快門）後，即進行畫素轉移處理，將每一行中每一個畫素（pixel）的電荷信號依序傳入『緩衝器（電荷儲存器）』中
，由底端的線路導引輸出至CCD旁的放大器進行放大，再串聯ADC（類比數位資料轉換器）輸出；相對地，CMOS的設計中每個畫素旁就直接連著『放大器』，光電訊號可直接放大再經由BUS通路移動至ADC中轉換成數位資料。

CCD與CMOS的比較



由於構造上的基本差異


，我們可以表列出兩者在性能上的表現之不同。CCD的特色在於充分保持信號在傳輸時不失真（專屬通道設計）
，透過每一個畫素集合至單一放大器上再做統一處理
，可以保持資料的完整性；CMOS的製程較簡單，沒有專屬通道的設計
，因此必須先行放大再整合各個畫素的資料。
[page]


CCD與CMOS電路結構之完整比較（摘錄自SHARP月刊）差異分析整體來說，CCD與CMOS兩種設計的應用，反應在成像效果上，形成包括ISO感光度、製造成本
、解析度、雜訊與耗電量等
，不同類型的差異：ISO感光度差異：由於CMOS每個畫素包含了放大器與A/D轉換電路，過多的額外設備壓縮單一畫素的感光區域的表麵積，因此在相同畫素下
，同樣大小之感光器尺寸
，CMOS的感光度會低於CCD。　

成本差異：

CMOS應用半導體工業常用的MOS製程，可以一次整合全部周邊設施於單晶片中，節省加工晶片所需負擔的成本和良率的損失；相對地CCD采用電荷傳遞的方式輸出資訊，必須另辟傳輸通道，如果通道中有一個畫素故障（Fail），就會導致一整排的訊號壅塞，無法傳遞，因此CCD的良率比CMOS低，加上另辟傳輸通道和外加ADC等周邊，CCD的製造成本相對高於CMOS。　

解析度差異：

在第一點『感光度差異』中，由於CMOS每個畫素的結構比CCD複雜，其感光開口不及CCD大
，相對比較相同尺寸的CCD與CMOS感光器時，CCD感光器的解析度通常會優於CMOS。不過，如果跳脫尺寸限製，目前業界的CMOS感光原件已經可達到1400萬畫素/全片幅的設計
，CMOS技術在量率上的優勢可以克服大尺寸感光原件製造上的困難，特別是全片幅24mm-by-36mm這樣的大小。



雜訊差異：

由於CMOS每個感光二極體旁都搭配一個ADC放大器，如果以百萬畫素計

，那麼就需要百萬個以上的 ADC放大器，雖然是統一製造下的產品，但是每個放大器或多或少都有些微的差異存在
，很難達到放大同步的效果，對比單一個放大器的CCD，CMOS最終計算出的雜訊就比較多。

耗電量差異：

CMOS的影像電荷驅動方式為主動式
，感光二極體所產生的電荷會直接由旁邊的電晶體做放大輸出
；但CCD卻為被動式
，必須外加電壓讓每個畫素中的電荷移動至傳輸通道。而這外加電壓通常需要12伏特（V）以上的水平，因此CCD還必須要有更精密的電源線路設計和耐壓強度，高驅動電壓使CCD的電量遠高於CMOS。

其他差異：

IPA（IndiviualPixelAddressing）常被使用在數位變焦放大之中，CMOS 必須仰賴x,y畫麵定位放大處理
，否則由於個別畫素放大器之誤差，容易產生畫麵不平整的問題。製造機具上，CCD必須特別訂製的機台才能製造
，也因此生產高畫素的CCD元件產生不出日本和美國
，CMOS的生產一般記憶體/處理器機台即可擔負。FillFactorCMOS開創新未來


CMOS完整3D透視與平麵結構，位於最上層的為MicroLens微型聚光鏡片盡管CCD在影像品質等各方麵均優於CMOS，但不可否認的CMOS具有低成本、低耗電以及高整合度的特性。由於數位影像的需求熱烈，CMOS的低成本和穩定供貨，成為廠商的最愛，也因此其製造技術不斷地改良更新，使得CCD與CMOS兩者的差異逐漸縮小。

新一代的CCD朝向耗電量減少作為改進目標，以期進入照相手機的行動通訊市場；CMOS係列，則開始朝向大尺寸麵積與高速影像處理晶片統合，藉由後續的影像處理修正雜訊以及畫質表現，特別是Canon係列的EOSD30、EOS300D的成功，足見高速影像處理晶片已經可以勝任高畫素CMOS所產生的影像處理時間與能力的縮短；另外，大尺寸全片幅則以KodakDCSPro14n、DCSPro/n、DCSPro/c這一係列的數位機身為號召，CMOS未來跨足高階的影像市場產品，前景可期