图像传感器的PK：CCD和CMOS，谁好？谁差？哪里好？哪里差？

主题：图像传感器的PK：CCD和CMOS，谁好？谁差？哪里好？哪里差？

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彳瘸子

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2010-11-16 21:44

原文由 c什么o 在2010-11-16 20:32发表

灵敏度代表传感器的光敏单元收集光子产生电荷信号的能力。相同尺寸情况下,CCD的灵敏度要比传统CMOS要高。这主要是因为CCD像元耗尽区深度可达10mm,具有可见光进近红外光谱段的完全收集能力。CMOS采用0.18~0.5mm标准CMOS工艺,由于采用的电阻率硅片须保持低工作电压,像元耗尽区1~2mm,其吸收截至波长小于650nm,导致像元对 ......

你这段文字是从网上拷贝下来的，可能与原文是只字不差。对这里所述的内容我也不太了解。只是对其中最后部分说CMOS“吸收波长截至波长小于650nm，导致像元对红光及近红外光吸收困难”，倍感疑惑，如果如此，那么当今大批的中幅以下的数码单反还要红外截止镜做什么？如果你能解释你这段拷贝的文字，包括前面的“像元耗尽区深度”等等，请发到无忌上，让大家分享一下你的学习成果，谢谢。

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第 89 帖

老派

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2010-11-16 21:41

原文由 ggyyyy 在2010-11-16 21:32发表
我觉得这个方法会减小动态范围（因为要照顾到最差的那个点），CMOS传感器成像比较灰应该是这个原因造成的吧

不需要照顾最差的那个点。因为噪声是“固定”的，不会改变。因此也不会影响动态范围。

至于说CMOS成像“比较灰”，俺到现在也没看到有说服力的对比，比如D90和D80，K20D和K10D在相同场景下的比较。也没有看到国外论坛有类似的说法。

也许应该搞个“盲测”。用像素相近的CCD相机和CMOS相机各拍几张，除去exif，然后贴上来让各位眼神好的看看。

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第 88 帖

ggyyyy

泡菜

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2010-11-16 21:32

原文由老派在2010-11-16 19:32发表

解决的办法，就是利用这种不一致性的固定个性，采用“双采样”技术，在读取图像之后，再读一次“噪声图像”，然后二者相减，就对消了这种不一直想。至少佳能的相机就采用这种技术来解决不一致性。

我觉得这个方法会减小动态范围（因为要照顾到最差的那个点），CMOS传感器成像比较灰应该是这个原因造成的吧

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第 87 帖

只管按快门

资深泡菜

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2010-11-16 21:14

原文由赖特在2010-11-16 20:04发表
cmos样片 by Canon EOS450d+YC P85/1.4

这倒未必是CCD就好，佳能机器绿色都是这个德行。。。

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第 86 帖

希临

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年内主力装备

★ Canon EOS M3

Canon EOS M

2010-11-16 21:02

记道，抽空再来看。

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第 85 帖

zfqzz

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2010-11-16 20:57

原文由老派在2010-11-16 20:47发表

首贴的意思并不是说现在的CMOS比起CCD要好，而是两者各有好坏，总体上来说没啥优劣之分。

CCD有好相机，也有不咋样的相机；同样，CMOS也出好相机，也出不咋样的相机。

您如果觉得您手中的相机好用，不用管是CCD还是CMOS，继续用下去就是。

就目前而言，用CCD更容易做出好相机来。其实应该向佳能、Sony这样的企业致敬（没有媚日的意思），没有他们对CMOS的研发，恐怕我们都玩不起相机。

当然，老派这样的米人除外…………

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第 84 帖

老派

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2010-11-16 20:47

原文由沉舟病树在2010-11-16 20:41发表
技术是门外汉，但看了这么多，知道大概咋回事了，呵呵。不语，不语，继续用我的CCD相机好了，其他都是浮云。

首贴的意思并不是说现在的CMOS比起CCD要好，而是两者各有好坏，总体上来说没啥优劣之分。

CCD有好相机，也有不咋样的相机；同样，CMOS也出好相机，也出不咋样的相机。

您如果觉得您手中的相机好用，不用管是CCD还是CMOS，继续用下去就是。

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第 83 帖

沉舟病树

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2010-11-16 20:41

技术是门外汉，但看了这么多，知道大概咋回事了，呵呵。不语，不语，继续用我的CCD相机好了，其他都是浮云。

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第 82 帖

老派

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2010-11-16 20:37

原文由 c什么o 在2010-11-16 20:32发表
灵敏度代表传感器的光敏单元收集光子产生电荷信号的能力。相同尺寸情况下,CCD的灵敏度要比传统CMOS要高。这主要是因为CCD像元耗尽区深度可达10mm,具有可见光进近红外光谱段的完全收集能力。CMOS采用0.18~0.5mm标准CMOS工艺,由于采用的电阻率硅片须保持低工作电压,像元耗尽区1~2mm,其吸收截至波长小于650nm,导致像元对 ......

对了，那谁说的来着。。。不许笑！

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第 81 帖

zfqzz

泡菜

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2010-11-16 20:36

两者相差的就是灵敏度，简单点说对光线的采集能力。

CCD其实也可以摄像，但是散热是个大问题，在摄像机上可以加装散热系统（需要连续供电），相机无法加这些。

就目前来说，CCD灵敏度比CMOS高，专业级的CCD能尽可能完整的采集到所有的光信号。一般来说，民用级数码相机只能反映50%以下的光信号。日常拍照看不出来，在荧光及激光共焦显微镜下二者差别非常明显。

为何相机厂家都采用CMOS？

是成本，大面积的CCD成本高昂，面积1英寸的SONY CCD价格大约在2万左右，这是进价，不含后期数模转换等成本。全幅相机的感光芯片面积大约为1.3英寸（同样面积的CMOS成本为CCD的三分之一），645D的感光芯片面积大约为2.25英寸，大家想想这个成本。

CMOS也能做大尺寸，但日本做不了大面积的CMOS。北美可以做，但是一直没解决噪声问题。

目前来说高端的摄像头及数码相机都会采用CCD，民用的用CMOS。但CMOS是未来发展方向（成本和集成度高，高灵敏度只是时间问题），二者不存在谁差谁好，只是不同风格，殊途同归。

645D的成像风格和K7类似，但宽容度明显高过K7。

您可别认为全幅是高端相机就行。

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第 80 帖

C什么O

泡菜

[版内禁言]

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2010-11-16 20:32

原文由 pnp1 在2010-11-16 20:16发表
不知道现在的最新型号CCD的“开口率”与同时期CMOS“开口率”分别是什么水平了？
另外在传感器的宣传上还有一个话题就是“浅像素井”，这方面不知道CCD和CMOS又谁占优势呢？

灵敏度代表传感器的光敏单元收集光子产生电荷信号的能力。相同尺寸情况下,CCD的灵敏度要比传统CMOS要高。这主要是因为CCD像元耗尽区深度可达10mm,具有可见光进近红外光谱段的完全收集能力。CMOS采用0.18~0.5mm标准CMOS工艺,由于采用的电阻率硅片须保持低工作电压,像元耗尽区1~2mm,其吸收截至波长小于650nm,导致像元对红光及近红外光吸收困难。

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第 79 帖

pnp1

禁言中

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2010-11-16 20:16

不知道现在的最新型号CCD的“开口率”与同时期CMOS“开口率”分别是什么水平了？
另外在传感器的宣传上还有一个话题就是“浅像素井”，这方面不知道CCD和CMOS又谁占优势呢？

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第 78 帖

赖特

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2010-11-16 20:07

ccd样片 by Pentax K100d+FA77/1.8

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第 77 帖

赖特

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泡网分: 36.221

主题: 20

帖子: 873

2010-11-16 20:04

个人的感觉ccd的色彩踏实,纯正!

[赖特编辑于 2010-11-16 20:05]

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第 76 帖

赖特

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帖子: 873

2010-11-16 20:04

cmos样片 by Canon EOS450d+YC P85/1.4

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第 75 帖

老派

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2010-11-16 19:33

原文由 slowtapir 在2010-11-16 18:45发表
那天看645d照片,有一种k10d的熟悉感.

俺倒是觉得645D的成像风格更像K-7。

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第 74 帖

老派

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主题: 58

帖子: 5628

2010-11-16 19:32

原文由 alex4977 在2010-11-16 17:59发表
cmos每个像素对应一个放大器，而CCD每一行像素只有一个放大器，也就是说CMOS光电转换的的一致性会比CCD差（因为CCD一行像素的电信号放大都是由一个放大器完成的，所以一致性很好，而CMOS每个像素都是不同的放大器放大的，所以一致性较差）。但是随着技术和工艺的进步，CMOS的这点确定已经进步很多了。但是CCD正因为每行 ......

关于这个问题，首贴已经讨论过了。这种放大器的不一致性不解决，CMOS传感器是不可能用到像数码单反这样的高端消费产品中的，遑论还有像大马三，D3x这种专业相机的。

解决的办法，就是利用这种不一致性的固定个性，采用“双采样”技术，在读取图像之后，再读一次“噪声图像”，然后二者相减，就对消了这种不一直想。至少佳能的相机就采用这种技术来解决不一致性。

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第 73 帖

slo※※※pir

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2010-11-16 18:45

那天看645d照片,有一种k10d的熟悉感.

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第 72 帖

ziyond

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2010-11-16 18:40

原文由色心无痕在2010-11-16 18:24发表

传感器上面多个跟感光/受光的部件, 肯定要受影响啊, 肤浅的理解, 所以COMS才会有那些缺陷.

至于后来的技术进步能否彻底解决这个问题, 俺还没领会过来

这种对比是不适当的。毕竟，这两玩意的工作对象是信号源。

非要从音响上找点东西来对比。

CCD好比动圈话筒，CMOS好比驻体话筒。

[ziyond 编辑于 2010-11-16 18:40]

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第 71 帖

色心无痕

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2010-11-16 18:24

原文由老派在2010-11-16 17:37发表

？没明白，请明示。谢谢。

传感器上面多个跟感光/受光的部件, 肯定要受影响啊, 肤浅的理解, 所以COMS才会有那些缺陷.

至于后来的技术进步能否彻底解决这个问题, 俺还没领会过来

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第 70 帖

Dulcet

资深泡菜

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2010-11-16 18:16

原文由 C什么O 在2010-11-16 17:27发表

俺也玩胆机，el34，JJ的管子，只是只玩过推挽的，没有玩过纯甲类的。

CCD:纯甲类胆机，声音柔美，耗电大，信噪比低
早期CMOS:甲乙类或乙类石机，声音硬，耗电很小，信噪比一般
现代CMOS：甲类石机，声音动态好，也比较硬，耗电略大，信噪比高

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第 69 帖

carpa

泡菜

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帖子: 120

2010-11-16 18:05

赞同，无数新生事物都是这样的，在代替旧产品过程中，初期表现都是低性能，但要么
价格更加平民化，要么使用更加方便，所以更容易被大众接收，从而获得商业利益。有了银子，技术就可以发展，发展初期表现出来的低性能逐步提高，最终代替了旧产品。

不管是ccd还是cmos，电子感光器件当初在刚刚诞生之时，几乎没人相信能够取代胶片，现在经过这么多年发展，性能几乎与胶片无异（这里就不多说，要不又是一场口水仗了）。

所以我觉得孰优孰劣，还是时间和市场来检验吧

原文由 laoliang 在2010-11-16 17:28发表
不用研究，优胜劣汰。

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第 68 帖

alex4977

资深泡菜

泡网分: 18.177

主题: 15

帖子: 1105

2010-11-16 17:59

原文由老派在2010-11-16 17:37发表

？没明白，请明示。谢谢。

cmos每个像素对应一个放大器，而CCD每一行像素只有一个放大器，也就是说CMOS光电转换的的一致性会比CCD差（因为CCD一行像素的电信号放大都是由一个放大器完成的，所以一致性很好，而CMOS每个像素都是不同的放大器放大的，所以一致性较差）。但是随着技术和工艺的进步，CMOS的这点确定已经进步很多了。但是CCD正因为每行一个放大器，所以信号读取速度慢，这也是先天的弱点，几乎不可克服，当高ISO的时候，CCD的能力就会很差。所以高速机器选择CMOS。至于说中画幅等数码后背选择CCD也是没错的，CCD的低感成像一致性确实更好，但是CCD的机器连拍速度是上不来的，像素越高CCD读取速度越慢，而且高ISO能也会随着像素的增多而变的更差。鱼和熊掌，自己去选择吧。

如果有天哪个厂商生产的CMOS放大器的一致性能提高到CCD的水平，那么我想CCD应该没人用了，但是这很难了。

[alex4977 编辑于 2010-11-16 18:09]

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第 67 帖

老派

分论坛版主

泡网分: 43.787

主题: 58

帖子: 5628

2010-11-16 17:37

原文由色心无痕在2010-11-16 17:35发表
这点明白了, 就是模数转化是在传感器内外的差别.

看起来CMOS先天不足啊

？没明白，请明示。谢谢。

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第 66 帖

赛璐珞

泡菜

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主题: 3

帖子: 2718

2010-11-16 17:36

支持lz，另外，同意62楼。

[赛璐珞编辑于 2010-11-16 17:37]

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第 65 帖

色心无痕

陈年泡菜

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主题: 170

帖子: 14200

2010-11-16 17:35

原文由老派在2010-11-16 16:57发表

不是。光信号转换成电信号都是在传感器内部完成的。不管是CCD还是CMOS。

但是除了光信号转换成电信号以外，还需要把模拟电信号转换成数码电信号（0和1）。

用CCD的时候，模拟到数码的转换是在传感器之外；

用CMOS的时候，早期也是在传感器之外；但是现在都已经把这部分电路集成到传感器内部了。因此提高了集成 ......

这点明白了, 就是模数转化是在传感器内外的差别.

看起来CMOS先天不足啊

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第 64 帖

laoliang

资深泡菜

泡网分: 28.505

主题: 21

帖子: 4389

2010-11-16 17:28

不用研究，优胜劣汰。

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第 63 帖

C什么O

泡菜

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帖子: 2068

2010-11-16 17:27

原文由 Dulcet 在2010-11-16 16:56发表
胆机和石机的差别，无需纠结，各取所需

俺也玩胆机，el34，JJ的管子，只是只玩过推挽的，没有玩过纯甲类的。

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第 62 帖

poloboluo

泡菜

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主题: 1

帖子: 84

2010-11-16 17:21

原文由 Dulcet 在2010-11-16 16:56发表
胆机和石机的差别，无需纠结，各取所需

这个比喻好！！！

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第 61 帖

尤文蒂尼

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帖子: 1364

2010-11-16 17:19

说得简单点：
CCD最大优势还是画质，CMOS的优点就是制作工艺门槛低，所以成本低廉。
CMOS在进步，CCD也在发展。
只不过CMOS由于成本优势才主导了民用市场，
而CCD在专业领域的强势只是不为普通消费者所熟知而已。

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