那么,是什么造成了早期的CMOS在感光度上不如CCD呢,我们得从它的构造说起。
CCD与CMOS的第一个区别体现在感光单位即像素结构不同。前者的感光元件除了感光二极管之外,还包括一个用于控制相邻电荷的存储单元,感光二极管占据了绝大部分面积。而CMOS感光元件的构成比较复杂,除处于核心地位的感光二极管之外,它还包括放大器与模数转换电路,每个成像点构成为一个感光二极管和三颗晶体管,而感光二极管占据的面积只是整个元件的一小部分。
相较于CMOS传感器,CCD感光元件中的有效感光面积大,在同等条件下可接收较强的光信号,对应的输出电信号也更强;从输出结果方面来讲,就是CMOS传感器捕捉到的图像内容不如CCD传感器丰富、锐度较差、图像细节丢失情况严重且噪点明显。这就是为什么早期CMOS传感器大多不如CCD的原因了。
不过,随着科技的发展,现在新兴的CMOS已经在感光度上有了很大的提高,在价格优势的情况下,通过改变自身的不足,已经开始对CCD的高端市场产生了挑战。
ADC位置和数量不同
CCD与CMOS的第二个区别体现在ADC(模数转换器)位置和数量的不同。CCD每行像素点只对应着一个ADC,感光元件每曝光一次,在快门关闭后进行像素转移处理,由控制电路以串行的方式依序传入"缓冲器"中,由底端的线路引导输出至CCD旁的放大器进行放大,再串联ADC输出;相对地,CMOS的设计中每个像素点旁连着一个ADC,信号直接放大并转换成数字信号。
也正是由于这点不同,CCD传感器中每一个感光元件的信号能形成统一的输出,这些输出数据经放大器统一处理之后,每个像点的电信号强度都获得同样幅度的增大;而CMOS每一个感光元件携带一个ADC,无法保证每个像点的放大率严格一致,致使放大后的图像数据无法很好的还原拍摄物体的原貌。最终体现在输出结果上就是图像中不可避免地出现噪点,图像品质、抗噪性远低于低于CCD传感器。
那么如此讲来,是不是CMOS对比CCD就完全处于劣势?答案是否定的。
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