1. Architektura i konwersja sygnału:
* ccd:
* globalna migawka (zazwyczaj): CCD zwykle stosują globalną migawkę. Oznacza to, że wszystkie piksele są jednocześnie narażone na światło. Ładunek zgromadzony w każdym pikselu jest następnie przenoszony przez cały czujnik do jednego lub kilku węzłów wyjściowych dla konwersji analogowo-cyfrowej (ADC). Pomyśl o tym jak o brygadzie wiadra przechodzącym wodę (ładunek) do końca linii.
* Współczynnik wysokiego wypełnienia: Większy odsetek powierzchni czujnika jest poświęcony gromadzeniu światła, co prowadzi do lepszej wrażliwości światła.
* Scentralizowane przetwarzanie: Przetwarzanie sygnału jest w dużej mierze wykonywane poza chipem, co pozwala na bardziej wyrafinowane i często przetwarzanie wyższej jakości.
* CMOS:
* Rolling Shutter (zazwyczaj): Większość czujników CMOS używa migawki toczącej się. Oznacza to, że różne części czujnika są narażone na światło w nieco różnych momentach. Scany czujników wiążą się po wierszu, odsłaniając, a następnie odczytując piksele sekwencyjnie.
* Niższy współczynnik wypełnienia (historycznie, teraz poprawia): Każdy piksel zawiera tranzystory do amplifikacji i konwersji. Pozostawia to mniej miejsca dla obszaru wrażliwego na światło (fotodiod), zmniejszając współczynnik wypełnienia w porównaniu ze starszymi projektami CCD. Jednak nowoczesne czujniki CMOS poczyniły znaczące postępy w poprawie współczynnika wypełnienia przy użyciu technik takich jak mikrolens i oświetlenie po stronie tylnej.
* Zintegrowane przetwarzanie: Czujniki CMOS mają zintegrowane przez ADC i inne obwody przetwarzania sygnału bezpośrednio z samym układem czujnika. Pozwala to na mniejsze urządzenia o niższej mocy.
2. Jakość obrazu:
* ccd:
* Historycznie lepsza jakość obrazu: CCD były początkowo znane z tworzenia obrazów o niższym szumie i lepszym zakresie dynamicznym. Było to spowodowane ich scentralizowanym przetwarzaniem i wydajnym transferem ładunku.
* Mniej szumu: Tradycyjne CCD mają mniej szumu o stałym wzorcu, ponieważ przetwarzanie jest zewnętrzne i bardziej jednolite.
* efekt Bloom: Nadmierna ekspozycja w jednym obszarze obrazu może spowodować rozlanie ładunku na sąsiednie piksele, tworząc efekt „kwitnący” (zacieranie lub rozmycie).
* CMOS:
* Jakość obrazu zbliża się/przewyższając CCD: Postępy w technologii CMOS znacznie zmniejszyły lukę w jakości obrazu. Nowoczesne czujniki CMOS często mogą pasować lub nawet przewyższać CCD pod względem wydajności szumu, zakresu dynamicznego i wrażliwości niskiej światła.
* Blooming mniej powszechne: Czujniki CMOS są mniej podatne na kwitnienie, ponieważ każdy piksel ma własną konwersję ładowania na napięcie.
* Artefakty migawki Rolling: Tocząca się migawka może powodować zniekształcenie podczas fotografowania szybko poruszających się pacjentów lub gdy sam aparat porusza się szybko. Jest to znane jako „efekt Jello”. Jednak bardziej zaawansowane czujniki CMOS zawierają teraz globalne projekty migawki, aby złagodzić ten problem.
3. Zużycie energii:
* ccd: Zazwyczaj wyższe zużycie energii niż CMOS. Wynika to z bardziej złożonego procesu transferu ładowania.
* CMOS: Niższe zużycie energii, co jest znaczącą zaletą dla urządzeń zasilanych baterią, takimi jak smartfony i kamery cyfrowe. Zintegrowane przetwarzanie jest bardziej energooszczędne.
4. Koszt:
* ccd: Historycznie droższe w produkcji, szczególnie w przypadku większych czujników.
* CMOS: Zasadniczo tańsze w produkcji, które przyczyniło się do powszechnego przyjęcia. Zintegrowane przetwarzanie pozwala na wyższe integrację i niższe koszty produkcji.
5. Prędkość:
* ccd: Wolniejsze prędkości odczytu w porównaniu do nowoczesnych CMO.
* CMOS: Szybsze prędkości odczytu. Równoległa architektura przetwarzania CMOS pozwala na wyższe szybkość klatek na sekundę i szybsze strzelanie w fotografii.
Tabela podsumowania:
|. Funkcja | CCD | CMOS |
| ------------------- | ----------------------------------------- | ----------------------------------------- |
|. Architektura |. Scentralizowane transfer ładunku | Zintegrowane przetwarzanie sygnału |
|. Typ migawki |. Globalny (zazwyczaj) | Rolling (zazwyczaj) / globalny (coraz częściej) |
|. Współczynnik wypełnienia |. Historycznie wyżej, ale zamykająca lukę | Historycznie niższe, teraz poprawia |
|. Jakość obrazu |. Historycznie lepiej, teraz porównywalne/przewyższane w wielu przypadkach | Poprawiając się szybko, często pasuje/przewyższa CCD |
|. szum |. Historycznie niższe | Ulepszanie, może być bardzo konkurencyjne |
|. Power |. Wyżej | Lower |
|. koszt |. Wyżej | Lower |
|. prędkość |. Wolniejszy odczyt | Szybszy odczyt |
|. Blooming |. Bardziej podatne | Mniej podatne |
|. Rolling Shutter Artefacts |. Nie dotyczy | Może wystąpić (z migawką toczącą) |
Podsumowując:
CMO stały się dominującą technologią we współczesnym obrazowaniu cyfrowym ze względu na jego niższe koszty, niższe zużycie energii, szybsze prędkości i stale doskonaląc jakość obrazu. Podczas gdy CCD były kiedyś preferowanym wyborem wymagających aplikacji, czujniki CMOS w dużej mierze nadrobiły zaległości, aw wielu przypadkach przewyższały je w wydajności. Chociaż nadal możesz znaleźć CCD w niektórych wyspecjalizowanych zastosowaniach naukowych lub przemysłowych, CMOS jest powszechnym typem czujnika w większości kamer i urządzeń, które napotkasz dzisiaj.