更低，功耗也低得多，这也是商场许多选用USB接口的产品无须外接电源且价格廉价的原因。虽然在技能上有较大的不同，但CCD和两者功用距离不是很大，仅仅CMOS摄像头对光源的要求要高一些，但现在该问题现已根本得到解决。现在CCD元件的尺度多为1/3英寸或许1/4英寸，在相同的分辩率下，宜挑选元件尺度较大的为好。

　　图画传感器是传感技能中最首要的一个分支，广泛运用于各种范畴，它是PC 机多 媒体国际往后不行短少的外设，也是保安器材，包含光电鼠标、支撑数码照相技能的手机以及消费电子、医药和工业商场中的各种新运用。每种运用都有其共同的客户体系要求。

　　 一般来说，因为CMOS传感器的增益部分能够在内部容易完成，因而它比CCD要或多或少地占些优势。两者内部的互补晶体管电路能够答应低功耗、高增益的扩展输出，CCD相对要耗费更多的能量。某些CCD出产商正在通过最新的读出扩展技能改进这种状况。

　　 2. 动态规模：传感器象素到达饱满时的电压输出于其能够呼应的最低光照的电压输出的比值。

　　 一般CCD的动态规模比CMOS传感器高出约1倍左右。一起，CCD器材因为芯片内部集成器材少而有着更低的噪声输出。在外部，通过对CCD芯片的制冷技能、选用更好的光学体系，能够完成比CMOS器材更高的分辩率和适应性。

　　 3. 象素均匀性：在抱负均匀光照条件下各个象素输出的差异。

　　 抱负状态下各个象素在均匀光照的条件下的输出应当是相同的，可是因为现有的晶片工艺在空间上的差异，尤其是其间的暇R和扩展器参数的不一致，构成的象素输出对错均匀的。需求留意的是在光照条件下的均匀性和挨近全暗条件下的均匀性(译者注：后者为暗电流噪声)是两个不同的概念。CMOS传感器在上述两种条件下的均匀性均处于下风，这是因为它的每个象素都包含一个开环输出扩展器，而扩展器的增益、偏置等参数在现在的晶片工艺下无法到达很高的一致性。某些人乃至猜测跟着几许尺度的减缩和差异的添加，CCD将终究打败CMOS传感器。

　　 虽然如此，依据反响的扩展器结构能够在光照条件下对增益和均匀性作最佳的折衷处理。这种扩展器结构能够使得CMOS传感器的光照均匀性挨近CCD传感器的水平。

　　 另一方面，CMOS的扩展器在偏置参数上仍无法确保均匀性，这首要的体现便是无光照条件下的均匀性参数。虽然CMOS的出产商采纳各种办法下降这种非均匀性，可是现在它依然无法到达CCD的水平。这个参数在高速运用中尤为重要，因为这种非均匀性在高速运用时将对全体输出起到明显影响

　　 这是根本上一切消费级和大部分工业级CCD的规范参数，尤其是在隔行搬运器材中，它也是机器视觉运用中一个极重要的参数。CCD能够选用高档的电子快门技能，在丢失最小的填充率(译者注：即有用曝光区域和传感器有用感光区域物理尺度的比值)上到达最佳的折衷，即便是小象素的CCD传感器也是如此。

　　 因为CMOS的驱动部分集成在器材内部，减少了比如电感、电容及传输延时等，因而一般能够到达比CCD更高的运转速度。现在CMOS器材的速度并没有到达其最高水平，这是因为前期重视的焦点是在对速度要求不高的消费范畴的运用，而CCD一般运用于工业、科学和医疗范畴。

　　 CMOS传感器的一个特别的功用便是答应读出图象阵列的一部分。这有利于前进其扫描速度。在某些场合的运用中，例如对短时间内物体轨道高精度盯梢的运用，需求运用CMOS器材的这个功用。CCD传感器一般无法完成这个功用。

　　 7. 抗溢出功用：能够排耗部分曝光过度的电荷堆集而不影响图象其它区域的才能。

　　 CMOS传感器根本上天然的便是抗溢出的。而CCD则需求添加额定的工程设计到达这个方针。许多针对消费运用的CCD具有抗溢出功用，而针对科学运用的则没有这个功用。

　　 CMOS传感器一般只需求一个偏置电压和一个低电压时钟信号。非规范的偏置在芯片内部发生并与用户接口阻隔，除非有一些噪声信号走漏出来。CCD则一般需求相对高的偏置电压，现代的CCD器材工艺也能够在低电压时钟下作业。

　　成像物镜将外界照明光照耀下的(或自身发光的)景象成像在物镜的像面上(焦平面),并构成二 维空间的光强散布(光学图画)。能够将二维光强散布的光学图画转变成一维时序电信号的传感器称为图画传感器。图画传感器输出的一维时序信号通过扩展和同步操控处理后，送给图画显现器，能够复原并显现二维光学图画。当然，图画传感器与图画显现器之间的信号传输与接纳都要恪守必定的规矩，这个规矩被称为制式。例如，广播电视体系中规矩的规矩称为电视制式(NTSC、PAL、SECAM),还有其他的一些专用制式。按电视制式输出的维时序信号被称为视频信号;本节首要评论从光学图画到视频信号的转化原理，即图画传感器的原理。

　　1 图画传感器的根本结构 图画传感器的品种许多，依据图画的分化方法可将图画传感器分红三品种型，即光机扫光电图画传感器、电子束扫描图画传感器和固体自扫描图画传感器。

　　2 固体自扫描图画传感器 固体自扫描图画传感器是20世纪70年代开展起来的新式图画传感器材，如面阵CCD器材，CM0S图画传感器材等;这类器材自身只要自扫描功用：例如，面阵CCD固体摄像器材的光敏面能够将成像于其上的光学图画转化成电荷密度散布的电荷图画。电荷图画能够在驱动脉冲的效果下依照必定的规矩(如电视制)一行行地输出，构成图画信号 (或视频信号)。 上述三种扫描方法中.电子束扫描方法因为电子束摄像管逐渐被固体图画传感器所替代已逐渐退出舞台. 现在光机扫描方法与固体自扫描方法在光电图画传感器中占有主导位置，们是，在有些运用中通过将一些扫描入式组合起来，能够取得功用更为优胜的图画传感器、例如，将几个线阵拼接成图画传感器或几个面阵图画传感器拼接起来，再运用机械扫描组织，构成一个视场更大、分辩率更高的图画传感器，以满意人们探究世界奥妙的需求。扫描方法有逐行扫描和隔行扫描。 3 图画传感器的根本技能参数 图画传感器的根本技能参数一般包含图画传感器的光学成像物镜与光电成像器材的参数。 (1) 成像物镜的焦距f 成像物镜的焦距决议了被摄景象在光电成像器材上所成像的巨细，在景象相同的状况下，焦距越长，所成的像越大。 (2) 相对孔径fD 成像物镜的相对孔径为物镜入瞳的直径与其焦距之比。相对孔径巨细决议了物镜的分辩率、像面照度和成像物镜成像质量。 (3)视场角2 成像物镜的视场角决议了能在光电图画传感器上成像杰出的空间规模。要求成像物镜所成的景象图画要大于图画传感器的有用面积： 以上这二个参数是彼此限制的，不行能一起前进，在实践运用中要依据状况恰当挑选。

　　CCD：电荷藕合器材图画传感器CCD(Charge Coupled Device)，它运用一种高感光度的半导体资料制成，能把光线转变成电荷，通过模数转化器芯片转化成数字信号，数字信号通过紧缩以后由相机内部的闪速存储器或内置硬盘卡保存，因而能够垂手可得地把数据传输给计算机，并借助于计算机的处理手法，依据需求和想像来修正图画。

　　CCD(Charged Coupled Device)于1969年在贝尔试验室研制成功，之后由日商等公司开端量产，其开展进程现已将近30多年，从初期的10多万像素现已开展至现在干流运用的500万像素。CCD又可分为线型(Linear)与面型(Area)两种，其间线型运用于印象扫瞄器及传真机上，而面型首要运用于数码相机 (DSC)、摄录影机、监督开麦拉等多项印象输入产品上。

　　(High Resolution)：像点的巨细为m级，可感测及辨认精密物体，前进印象质量。从前期1寸、1/2寸、2/3寸、1/4寸到最近推出的1/9寸，像素数目从初期的10多万添加到现在的400～500万像素;

　　(Low Noise)高敏感度：CCD具有很低的读出杂讯和暗电流杂讯，因而前进了信噪比(SNR)，一起又具高敏感度，很低光度的入射光也能侦测到，其信号不会被掩盖，使CCD的运用较不受天候拘谨;

　　(High Dynamic Range)：一起侦测及分辩强光和弱光，前进体系环境的运用规模，不因亮度差异大而构成信号反差现象。

　　(Linearity)：入射光源强度和输出信号巨细成杰出的正比联系，物体资讯不致丢失，下降信号补偿处理本钱; 高光子转化功率(High Quantum Efficiency )：很弱小的入射光照耀都能被记录下来，若合作印象增强管及投光器，即便在暗夜远处的景象依然还能够侦测得到;

　　(Large Field of View)：运用半导体技能已可制作大面积的CCDD晶片，现在与传统底片尺度适当的35mm的CCD现已开端运用在数码相机中，成为替代专业有利光学相机的要害元件; 光谱呼应广(Broad Spectral Response)：能检测很宽波长规模的光，添加体系运用弹性，扩展体系运用范畴;

　　(Low Image Distortion)：运用CCD感测器，其印象处理不会有失真的景象，使原物体资讯忠实地反响出来;

　　CCD具有体积小且重量轻的特性，因而，可容易地设备在人造卫星及各式导航体系上;

　　9.电荷传输功率佳：该功率系数影响信噪比、解像率，若电荷传输功率欠安，印象将变较含糊;

　　传统CCD运用的是矩形的感光单元，而富士公司2年前研制的“SuperCCD(超级蜂窝结构)运用的是八边形的感光单元，运用了蜂巢的八边形结构，因而其感光单元面积要高于传统CCD。这样会取得三个长处，一是能够前进CCD的感光度、二是前进动态规模、三是前进了信噪比。这三个长处加上 SuperCCD更高的生成像素成为富士公司在数码相机产品上的最大卖点。

　　CMOS的制作技能和一般计算机芯片没什么不同，首要是运用硅和锗这两种元素所做成的半导体，使其在CMOS上共存着带N(带电) 和 P(带+电)级的半导体，这两个互补效应所发生的电流即可被处理芯片纪录宽和读成印象。 CMOS传感器也可细分为被动式像素传感器(Passive Pixel Sensor CMOS)与自动式像素传感器(Active Pixel Sensor CMOS)。

　　CMOS图画传感器于80年代创造以来，因为其时CMOS工艺制程的技能不高，以致于传感器在运用中的杂讯较大，商品化进程一向较慢。时至今日，CMOS传感器的运用规模也开端十分的广泛，包含数码相机 、PC Camera、印象电话、第三代手机、视讯会议、智能型保全体系、轿车倒车雷达、玩具，以及工业、医疗等用处。在等级低产品方面，其画质质量已挨近等级低 CCD的解析度，相关业者期望用CMOS器材替代CCD的尽力正在逐渐明亮。CMOS传感器有可细分为：被动式像素传感器CMOS(Passive Pixel Sensor CMOS)与自动式像素传感器CMOS(Active Pixel Sensor CMOS)。

　　与CCD比较，CMOS具有体积小，耗电量不到CCD的1/10，价格也比CCD廉价1/3的长处。

　　与CCD产品比较，CMOS是规范工艺制程，可运用现有的半导体设备，不需额定的出资设备，且质量可随著半导体技能的提高而前进。一起，全球晶圆厂的 CMOS出产线较多，日后量产时也有利于本钱的下降。别的，CMOS传感器的最大优势，是它具有高度体系整合的条件。理论上，一切图画传感器所需的功用，例如笔直位移、水平位移暂存器、时序操控、CDS、ADC等，都可放在集成在一颗晶片上，乃至于一切的晶片包含后端晶片(Back-end Chip)、快闪记忆体(Flash RAM)等也可整合成单晶片(SYSTEM-ON-CHIP)，以到达下降整机出产本钱的意图。

　　正因为此，现在投入研制、出产的厂商较多，美国有30多家，欧洲7家，日本约8家，韩国1家，台湾有8家。而居全球俊彦位置的厂商是 Agilent(HP)，其商场占有率51%、ST(VLSI Vision)占16%、Omni Vision占13%、现代占8%、Photobit约占5%，这五家算计市占率达93%。

　　依据In-Stat统计资料显现，CMOS 传感器的全球销售额到2004年可望打破18亿美元，CMOS将以62%的年复合生长率快速生长，逐渐侵吞CCD器材的运用范畴。特别是在上一年快速开展的手机运用范畴中，以CMOS图画传感器为主的摄相模块将占有其80%以上的运用商场。

　　在业界，与CCD传感器不同另一点是CMOS现在占有商场首要位置的是北美厂商，前三大厂商为Agilent、OmniVision和Photobit。因而图画传感器业界的技能、工业竞赛，实质上是日本和北美双雄争霸的局势。

　　图画传感器归于光电工业里的光电元件类，跟着数码技能、半导体制作技能以及网络的迅速开展，现在商场和业界都面临着跨过各渠道的视讯、影音、通讯大整合年代的到来，勾划着未来人类的日常日子的美景。以其在日常日子中的运用，无疑要属数码相机产品，其开展速度能够用一日千里来描述。短短的几年，数码相机就由几十万像素，开展到400、500万像素乃至更高。不仅在兴旺的欧美国家，数码相机现已占有很大的商场，便是在开展中的我国，数码相机的商场也在以惊人的速度在增加，因而，其要害零部件 图画传感器产品就成为当时以及未来业界重视的目标，吸引着很多厂商投入。以产品类别区别，图画传感器产品首要分为CCD、CMOS以及CIS传感器三种。本文将首要简介CCD以及CMOS传感器的技能和工业开展现状。