兩個都是用來成像的,不過CCD價格高,性能穩定,被干擾性極小。而CIS價格只要CCD的三分之一左右,性能和被干擾性波動比較大。
CCD是由為數眾多的微小光電二極管及譯碼尋址電路構成的固態電子感光成像部件。光電二極管的排列方式有兩種。一種是平面陣列,多個光電二極管排列成一個平面,同時感受光信號(色彩、強度等),工作原理與傳統的膠卷相似,這種方式感光速度快,但造價高。另一種是條狀陣列,多個光電二極管排列成一條直線,逐行進行感光成像,并逐行把光信號傳輸到數碼相機的存儲介質中,工作原理與掃描儀相似。這種方式感光時間長,但工藝簡單,成像質量較高。
CMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor),它的中文名稱是“互補性氧化金屬半導體”。主要是利用硅和鍺這兩種元素所做成的半導體,使其在CMOS上共存著帶N(帶-電)和 P(帶+電)級的半導體,這兩個互補效應所產生的電流即可被處理芯片紀錄和解讀成影像。同樣,CMOS的尺寸大小影響感光性能的效果,面積越大感光性能越好。CMOS的缺點就是太容易出現雜點, 這主要是因為早期的設計使CMOS在處理快速變化的影像時,由于電流變化過于頻繁而生過熱的現象。不過現在量產的高檔CMOS已經基本消除了此類問題。
從原理上講,兩者前端的光電轉換部分是相同的,不同的是感光之后的部分。CCD是將感光后的電荷通過移位的方式,最終移動到寄存器的末端,然后放大并進行AD轉換;移位電路不需要占用較多的硅表面即可實現,可以騰出更多的面積用于感光,噪聲相對低一些,因為感光的電信號最后集中進行處理,還能保證較好的一致性。CMOS則是基于標準的半導體工藝,對感光后的信號直接進行放大,再通過X-Y矩陣直接選中某一象素送到最終的AD轉換部分,優點是制造工藝簡單,個別失效的象素不會干擾整個器件的工作,缺點是因為信號分別處理,一致性差一些。
如果把兩者的感光部分看作是窗戶上的玻璃,那么它們的信號處理部分占用的硅片表面就相當于窗戶框,只是CCD的框窄一些、CMOS的框更寬一點而已。早期的CMOS器件確實比CCD差了許多,但隨著半導體加工技術的進步,CMOS的框可以做得更窄,大幅面、高密度的CMOS器件也因此成為現實,并表現出良好的圖象質量;而CCD因為需要一些特殊的工藝,大幅面器件的成品率難以提高,在應用上落在了CMOS的后面。
顯然,就感光性能而言,CCD與CMOS本質上是一樣的,不過是對電信號的處理方式不同罷了,反映到最終的照片上,兩者也不會有明顯的區別。