價格決定命運 看手機攝像頭CCD與CMOS之爭分頁瀏覽|全文瀏覽 CCD與CMOS之爭浮出水面近年來，手機的拍攝功能從可有可無逐漸變得必不可缺。尤其是隨著各類社交網(wǎng)站和微博的興起，用手機“隨手拍”發(fā)微薄，或是來個LOMO風街拍已經(jīng)成為一種時尚。隨著大屏智能手機市場的爆發(fā)性崛起，各大廠商紛紛提升手機攝像頭的像素值。然而事實上，決定手機攝像頭畫質的根本因素并不是像素，而是藏在手機內部的那一小塊芯片-圖像傳感器。
說到圖像傳感器，就不能不提到兩個英文縮寫：CCD和CMOS，這是市面上相機圖像傳感器的兩個種類。如果你是一位對手機有研究的消費者，你會發(fā)現(xiàn)這樣一個現(xiàn)象：最近幾年上市的手機基本上都在使用CMOS傳感器，而使用CCD傳感器的手機則越來越少。那么，究竟是什么原因造成了這種局面的產(chǎn)生呢？ 詳解CCD與CMOS
詳解CCD與CMOS 可能有些朋友對CCD和CMOS這兩個詞只是略有耳聞，并沒有深入的了解，下面筆者就來詳細介紹一下這兩種傳感器。 CCD，英文全稱為Charge-coupled Device，中文名為“電荷耦合組件”，是一種集成電路，上有許多排列整齊的電容，能夠感應光線，并將圖像轉變成數(shù)字信號。經(jīng)由外部電路的控制，每個小電容能將其所帶的電荷轉給它相鄰的電容。CCD傳感器廣泛應用在數(shù)字攝影、天文學，尤其是光學遙測技術、光學與頻譜望遠鏡和高速攝影技術上面。
具體而言，一副圖像經(jīng)過透鏡在電容數(shù)組表面成像后，依其亮度的強弱，會在每個電容單元上形成強弱不等的電荷。照相機一旦完成曝光的動作，控制電路就會使電容單元上的電荷傳到相鄰的下一個單元，當?shù)竭_邊緣最后一個單元時，電信號傳入放大器，轉變成電位。如此周著復始，直到整個圖像都轉成電位，取樣并數(shù)字化之后存入存儲器。所存儲的圖像可以傳送存儲設備保存或者在顯示屏上顯示。
CMOS，英文全稱為Complementary Metal-Oxide-Semiconductor，中文名為“互補式金屬氧化物半導體”，它原本是計算機系統(tǒng)內一種重要的芯片，保存了系統(tǒng)引導最基本的資料。后來被證實可以作為數(shù)碼攝影的感光元件。CMOS的成像過程與CCD相近，但在由電信號到數(shù)字信號的轉換過程中有差異。CMOS傳感器的每個像素旁直接連著ADC（放大兼類比數(shù)字信號轉換器），能夠直接放大電信號并轉換成數(shù)字信號。
說到這里可能有些網(wǎng)友會問，在實際拍照的過程中，CCD和CMOS這兩種傳感器有什么區(qū)別呢？ CMOS傳感器的每個像素單元都比CCD傳感器復雜，其像素尺寸很難達到CCD傳感器的水平，因此，當比較相同尺寸的CCD與CMOS傳感器時，CCD傳感器的分辨率通常會優(yōu)于CMOS傳感器的水平。 CCD相對CMOS的三點劣勢
CCD相對CMOS的三點劣勢 那么問題出現(xiàn)了，既然同等條件下CCD傳感器的圖像分辨率更好，為什么市面上的絕大多數(shù)手機攝像頭使用的都是CMOS傳感器呢？攝像頭供貨商沒有考慮到這一點嗎？ 當然不是，雖然CCD傳感器在分辨率上有一定優(yōu)勢，但相對于CMOS傳感器而言也存在著明顯的缺陷。
第一：傳輸速率較慢。前文已經(jīng)提到，CCD傳感器需要在同步時鐘的控制下，以行為單位一位一位的輸出信息，速度較慢；而CMOS傳感器采集光信號的同時就可以取出電信號，并且能夠同時處理各單元的圖象信息，傳輸速度比CCD要快很多。 第二：成本較高。由于CMOS傳感器采用一般半導體電路最常用的CMOS工藝，可以輕易地將周邊電路集成到傳感器芯片中，因此可以節(jié)省外圍芯片的成本。而CCD傳感器采用電荷傳遞的方式傳送數(shù)據(jù)，只要其中有一個電容單元不能運行，就會導致一整排的數(shù)據(jù)不能傳送，因此控制CCD傳感器的成品率比CMOS傳感器困難許多。因此，CCD傳感器的成本高于CMOS傳感器。 第三：耗電量大。CCD傳感器的電荷耦合器大多需要三組電源供電，而CMOS傳感器只需使用一個電源，耗電量僅為CCD電荷耦合器的1/8到1/10。對于手機這種對待機時長要求很高的產(chǎn)品而言，在攝像頭組件上消耗太多電量無疑是不可取的，畢竟保證長時間的待機更為重要。 CCD傳感器手機雖處弱勢但不會消失
CCD傳感器手機雖處弱勢但不會消失 對于一款手機而言手機，輕薄的機身也就意味著攝像頭的體積必須要控制在最小，這方面CMOS要比CCD占優(yōu)勢。CMOS能夠實現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)，且速度快、成本較低，對于手機來說也是福音。另外，耗電量也是手機選用CMOS傳感器重要的因素。因此，近年來CCD感光元件在手機攝像頭上的應用越來越少，尤其是從2011年以來，背照式CMOS傳感器的大面積推廣更是加劇了CCD的衰落。背照式CMOS改變傳統(tǒng)的光線入射，讓光線首先進入感光二極管，從而增大感光量，顯著提高低光照條件下的拍攝效果。
隨著背照式CMOS的技術日臻成熟，它的成像質量已經(jīng)與CCD相當接近，而低廉的成本使得其成為眾多攝像頭供應商的首選。目前，僅有LG、夏普等少數(shù)手機廠商仍然在生產(chǎn)搭載CCD傳感器的手機。
雖然CMOS傳感器已經(jīng)在市場占據(jù)統(tǒng)治地位，但CCD傳感器的高畫質仍然受到一些消費者的追捧。有需求就會有市場，相信CCD傳感器能夠在手機市場的“夾縫”中保留住自己的生存空間。 |
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