一、圖像傳感器分為哪兩種

圖像傳感器主要分為CCD圖像傳(chuan)感器(qi)和(he)CMOS圖像傳(chuan)感器(qi)兩種。

CCD傳感(gan)(gan)器(qi)又叫電(dian)(dian)荷(he)耦合器(qi)，是(shi)較早發展起來的(de)一種圖像(xiang)(xiang)(xiang)傳感(gan)(gan)器(qi)技術(shu)。它(ta)是(shi)一種特(te)殊的(de)半導體材料，由大量(liang)獨(du)立的(de)感(gan)(gan)光(guang)二極管組成(cheng)，一般按照矩陣形式排(pai)(pai)列(lie)(lie)，能(neng)夠把光(guang)學(xue)影像(xiang)(xiang)(xiang)轉(zhuan)(zhuan)化(hua)為數(shu)(shu)字信(xin)號(hao)。CCD上植入(ru)的(de)微小光(guang)敏物質稱作像(xiang)(xiang)(xiang)素(su)（Pixel）。一塊CCD上包含(han)的(de)像(xiang)(xiang)(xiang)素(su)數(shu)(shu)越多，其(qi)提供的(de)畫面分(fen)辨率也就越高。CCD的(de)作用就像(xiang)(xiang)(xiang)膠片一樣，但它(ta)是(shi)把圖像(xiang)(xiang)(xiang)像(xiang)(xiang)(xiang)素(su)轉(zhuan)(zhuan)換成(cheng)數(shu)(shu)字信(xin)號(hao)。CCD上有(you)許多排(pai)(pai)列(lie)(lie)整齊(qi)的(de)電(dian)(dian)容(rong)，能(neng)感(gan)(gan)應光(guang)線，并將影像(xiang)(xiang)(xiang)轉(zhuan)(zhuan)變成(cheng)數(shu)(shu)字信(xin)號(hao)。經由外部電(dian)(dian)路的(de)控(kong)制(zhi)，每個小電(dian)(dian)容(rong)能(neng)將其(qi)所帶(dai)的(de)電(dian)(dian)荷(he)轉(zhuan)(zhuan)給它(ta)相鄰的(de)電(dian)(dian)容(rong)。

CMOS圖(tu)像(xiang)傳(chuan)感(gan)器(qi)(qi)，也叫(jiao)做互補性(xing)金(jin)屬氧化物半(ban)導(dao)體，是一(yi)種(zhong)較新(xin)的(de)(de)(de)(de)圖(tu)像(xiang)傳(chuan)感(gan)器(qi)(qi)技術，主(zhu)要(yao)是利用硅和鍺兩(liang)種(zhong)元(yuan)素所(suo)做成的(de)(de)(de)(de)半(ban)導(dao)體，通(tong)(tong)過(guo)CMOS上(shang)帶(dai)(dai)負電(dian)和帶(dai)(dai)正電(dian)的(de)(de)(de)(de)晶(jing)體管來實現基本的(de)(de)(de)(de)功能。這(zhe)(zhe)兩(liang)個互補效應所(suo)產生(sheng)的(de)(de)(de)(de)電(dian)流即可(ke)被處理(li)芯(xin)片記錄和解(jie)讀成影像(xiang)。CMOS圖(tu)像(xiang)傳(chuan)感(gan)器(qi)(qi)是一(yi)種(zhong)典型的(de)(de)(de)(de)固體成像(xiang)傳(chuan)感(gan)器(qi)(qi)，與CCD有著共同的(de)(de)(de)(de)歷(li)史(shi)淵源。CMOS圖(tu)像(xiang)傳(chuan)感(gan)器(qi)(qi)通(tong)(tong)常由像(xiang)敏單元(yuan)陣列、行驅(qu)動器(qi)(qi)、列驅(qu)動器(qi)(qi)、時序控(kong)制邏輯、AD轉換器(qi)(qi)、數據總(zong)線輸(shu)出接(jie)口、控(kong)制接(jie)口等幾(ji)部分(fen)組(zu)成，這(zhe)(zhe)幾(ji)部分(fen)通(tong)(tong)常都被集(ji)成在同一(yi)塊硅片上(shang)。其工作(zuo)過(guo)程一(yi)般可(ke)分(fen)為復(fu)位、光電(dian)轉換、積分(fen)、讀出幾(ji)部分(fen)。

二、ccd圖像傳感器的優缺點

1、優點

（1）高解析度

CCD圖(tu)像(xiang)(xiang)(xiang)傳感(gan)器(qi)具(ju)有高(gao)密度的(de)(de)像(xiang)(xiang)(xiang)素排(pai)列(lie)，能夠(gou)(gou)實現高(gao)分(fen)辨率(lv)的(de)(de)圖(tu)像(xiang)(xiang)(xiang)采集，能夠(gou)(gou)清晰地展(zhan)現圖(tu)像(xiang)(xiang)(xiang)的(de)(de)細節。

（2）低噪聲和高敏感度

CCD傳感器具(ju)有很低(di)的(de)讀出(chu)噪聲(sheng)和(he)(he)暗電(dian)流噪聲(sheng)，提高(gao)了(le)信噪比(bi)（SNR）。同時，它還具(ju)有高(gao)敏(min)感度，能(neng)夠在低(di)光環境下進行圖(tu)像(xiang)采集(ji)，而不影響圖(tu)像(xiang)的(de)清晰度和(he)(he)質量(liang)。

（3）寬動態范圍

CCD圖像(xiang)傳感器(qi)能夠同時檢(jian)測和分(fen)辨強光和弱光，提高系統環(huan)境的使用范圍，減(jian)少因亮度差(cha)異(yi)大而造成的信號反差(cha)現(xian)象。

（4）幾何精度高

光敏元(yuan)的幾何精度高，使得圖像(xiang)采(cai)集更加精確，對于需要高精度測量的應用(yong)場合非常(chang)適(shi)用(yong)。

（5）穩定性好

CCD圖像(xiang)傳感(gan)器具有較(jiao)長的(de)(de)使用壽命和較(jiao)好的(de)(de)穩定(ding)性，能夠在(zai)惡劣的(de)(de)環境下工(gong)作，并保持(chi)較(jiao)好的(de)(de)圖像(xiang)質量(liang)。

2、缺點

（1）制造成本高

由于CCD圖像傳(chuan)感器的(de)制造工(gong)藝(yi)相對(dui)復雜，需(xu)要高精度的(de)加(jia)工(gong)和封裝技(ji)術，因此制造成本較高。

（2）功耗大

CCD圖像傳(chuan)感器在(zai)工作時需要消耗(hao)較(jiao)大的電能，尤(you)其(qi)是在(zai)高速圖像采集和處理(li)時，功耗(hao)會進一步增加(jia)。

（3）圖像處理速度慢

由于CCD圖像(xiang)傳(chuan)感器的每(mei)個(ge)像(xiang)素都需要(yao)一個(ge)輸(shu)出端，導(dao)致(zhi)圖像(xiang)的傳(chuan)輸(shu)和處理速(su)度(du)較(jiao)慢，不適合高(gao)速(su)連拍和視頻拍攝(she)等應(ying)用。

（4）復雜度高

CCD圖像(xiang)傳感器的電路(lu)結構相對復雜，需(xu)要較多的集(ji)成電路(lu)和外(wai)圍電路(lu)，增加了系統(tong)的復雜度和維護難(nan)度。

三、CMOS圖像傳感器的優缺點

1、優點

（1）集成度高

CMOS圖(tu)像傳(chuan)感器(qi)(qi)可(ke)以將圖(tu)像信(xin)號(hao)放大器(qi)(qi)、信(xin)號(hao)讀取電路、A/D轉換(huan)器(qi)(qi)、圖(tu)像信(xin)號(hao)處理器(qi)(qi)及控制器(qi)(qi)等集成(cheng)到(dao)單一芯(xin)片上(shang)，這使(shi)得系統(tong)更加緊湊，同時降低了(le)成(cheng)本。

（2）低功耗

由于(yu)CMOS圖像(xiang)傳感(gan)器(qi)采(cai)用(yong)金屬氧化物半導(dao)體材料，其(qi)功(gong)耗相對較低，這對于(yu)便攜式設(she)備(bei)或需要長時(shi)間(jian)運行的設(she)備(bei)來(lai)說是一(yi)個重要優勢。

（3）隨機窗口讀取能力

CMOS圖(tu)像(xiang)傳感器具有隨機窗口讀取(qu)能力，也稱之為感興(xing)趣區(qu)域選取(qu)。這(zhe)使得它可(ke)以更(geng)容易地實現同時開多個跟(gen)蹤(zong)窗口的功能，非常適合于需要快(kuai)速捕獲和處理(li)特定區(qu)域圖(tu)像(xiang)的應用。

（4）抗輻射能力

CMOS圖像傳感器潛在的抗輻射(she)性(xing)(xing)能(neng)相對于CCD（Charge-Coupled Device）性(xing)(xing)能(neng)有重要增強(qiang)，這使得它在某(mou)些特殊環境（如太空或核設施）中更(geng)加可靠。

（5）非破壞性數據讀出方式

CMOS圖像(xiang)傳感器在(zai)讀(du)(du)取數據時不(bu)會破壞原有的數據，這對于需要(yao)多次(ci)讀(du)(du)取和處(chu)理同一幅圖像(xiang)的應(ying)用非常有用。

2、缺點

（1）噪聲大

CMOS圖(tu)像傳感器在低照度環境(jing)下表現(xian)相對較(jiao)差，其(qi)噪聲水平較(jiao)高(gao)，這(zhe)可能(neng)會影(ying)響圖(tu)像的清晰度和質量(liang)。

（2）填充率低

CMOS圖像傳感(gan)器的(de)填充率相對(dui)較低，這(zhe)是因為像素(su)之間需要留有一定(ding)的(de)空間用于(yu)放(fang)置電路和其他組件。這(zhe)可能會(hui)限制傳感(gan)器的(de)分(fen)辨率和像素(su)密度。

（3）對溫度敏感

CMOS圖像傳感(gan)器對(dui)溫(wen)度較(jiao)為敏感(gan)，極(ji)端溫(wen)度可能會影響其性能和穩定性。

（4）制造復雜性

雖然CMOS圖像傳感器(qi)在生產成(cheng)本方(fang)面具有優勢，但其制(zhi)造過程相對復(fu)雜，需(xu)要高精(jing)度的加工和封裝技術。