1. Arkitektur och signalomvandling:
* ccd:
* global slutare (vanligtvis): CCD:er använder vanligtvis en global slutare. Detta innebär att alla pixlar utsätts för ljus samtidigt. Laddningen som samlas i varje pixel överförs sedan över hela sensorn till en enda eller några få utgångsnoder för analog till digital konvertering (ADC). Tänk på det som en hinkbrigad som passerar vatten (laddning) till slutet av linjen.
* Högfyllningsfaktor: En större andel av sensorns ytarea ägnas åt ljussamling, vilket leder till bättre ljuskänslighet.
* Centraliserad bearbetning: Signalbehandlingen görs till stor del off-chip, vilket möjliggör mer sofistikerad och ofta högre kvalitet.
* cmos:
* rullande slutare (vanligtvis): De flesta CMOS -sensorer använder en rullande slutare. Detta innebär att olika delar av sensorn utsätts för ljus vid något olika tidpunkter. Sensorn skannar rad för rad, avslöjar och läser sedan ut pixlarna i följd.
* lägre fyllningsfaktor (historiskt sett förbättrar nu): Varje pixel innehåller transistorer för amplifiering och omvandling. Detta lämnar mindre utrymme för det ljuskänsliga området (fotodiode), vilket minskar fyllningsfaktorn jämfört med äldre CCD-mönster. Moderna CMOS-sensorer har emellertid gjort betydande framsteg för att förbättra fyllningsfaktorn med hjälp av tekniker som mikrolenser och belysning på baksidan.
* Integrerad bearbetning: CMOS -sensorer har ADC och andra signalbehandlingskretsar integrerade direkt i själva sensorchipet. Detta möjliggör mindre enheter med lägre effekt.
2. Bildkvalitet:
* ccd:
* Historiskt bättre bildkvalitet: CCD:er var ursprungligen kända för att producera bilder med lägre brus och bättre dynamiskt intervall. Detta berodde på deras centraliserade bearbetning och effektiv laddningsöverföring.
* Mindre buller: Traditionella CCD-skivor har mindre fasta mönsterbrus eftersom bearbetningen är extern och mer enhetlig.
* Bloomeffekt: Överexponering i ett område på bilden kan få laddningen att spillas över till angränsande pixlar, vilket skapar en "blom" -effekt (strimning eller suddighet).
* cmos:
* Bildkvalitet närmar sig/överträffar ccds: Framstegen inom CMOS -tekniken har minskat gapet i bildkvaliteten avsevärt. Moderna CMOS-sensorer kan ofta matcha eller till och med överträffa CCD:er när det gäller brusprestanda, dynamiskt intervall och lätt ljus känslighet.
* blommande mindre vanligt: CMOS-sensorer är mindre mottagliga för blomning eftersom varje pixel har sin egen laddning-till-spänningsomvandling.
* rullande slutarföremål: Den rullande slutaren kan orsaka snedvridning när du fotograferar snabbrörande motiv eller när kameran själv rör sig snabbt. Detta är känt som "Jello -effekten." Men mer avancerade CMOS -sensorer integrerar nu globala slutardesign för att mildra denna fråga.
3. Strömförbrukning:
* ccd: Vanligtvis högre kraftförbrukning än CMO:er. Detta beror på den mer komplexa laddningsprocessen.
* cmos: Lägre strömförbrukning, vilket är en betydande fördel för batteridrivna enheter som smartphones och digitala kameror. Den integrerade behandlingen är mer energieffektiv.
4. Kostnad:
* ccd: Historiskt dyrare att tillverka, särskilt för större sensorer.
* cmos: I allmänhet billigare att tillverka, vilket har bidragit till dess utbredda antagande. Integrerad bearbetning möjliggör högre integration och lägre tillverkningskostnader.
5. Hastighet:
* ccd: Långsammare avläsningshastigheter jämfört med moderna CMO:er.
* cmos: Snabbare avläsningshastigheter. Den parallella bearbetningsarkitekturen för CMO möjliggör högre bildhastigheter för video och snabbare skjutning i stillbild.
Sammanfattningstabell:
| Funktion | CCD | CMOS |
| ------------------- | -----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
| arkitektur | Centraliserad laddningsöverföring | Integrerad signalbehandling |
| slutartyp | Global (vanligtvis) | Rolling (vanligtvis) / Global (alltmer) |
| fyllfaktor | Historiskt högre, men stängande gap | Historiskt lägre, nu förbättrar |
| Bildkvalitet | Historiskt bättre, nu jämförbar/överträffad i många fall | Förbättra snabbt, ofta matchar/överträffar CCD |
| buller | Historiskt lägre | Förbättring, kan vara mycket konkurrenskraftig |
| Power | Högre | Nedre |
| kostnad | Högre | Nedre |
| hastighet | Långsammare avläsning | Snabbare avläsning |
| blommande | Mer mottaglig | Mindre mottaglig |
| Rolling Shutter Artefacts | Ej tillämpligt | Kan inträffa (med rullande slutare) |
Avslutningsvis:
CMO:er har blivit den dominerande tekniken i modern digital avbildning på grund av dess lägre kostnad, lägre kraftförbrukning, snabbare hastigheter och ständigt förbättrat bildkvaliteten. Medan CCD:er en gång var det föredragna valet för krävande applikationer, har CMOS -sensorer till stor del fångat upp och i många fall överträffat dem i prestanda. Även om du fortfarande hittar CCD:er i vissa specialiserade vetenskapliga eller industriella applikationer, är CMO:er den rådande sensortypen i de flesta kameror och enheter du möter idag.