在科學領域應用中，科學級相機圖像傳感器作為圖像獲取的主要工具，是最為核心的系統組件。擔負著信號采集與轉換的重任，其重要性是不言而喻的。目前，圖像傳感器主要有兩種，一種是CCD傳感器，另一種是CMOS傳感器，兩者各具特點，各有長短。下面我們一起來剖析下這兩者之間的異同點有哪些。

不管是CCD，還是CMOS，必然是存在一定相同之處的，那就是工作原理。兩者都是通過光電二極管結構接受入射光，并同時進行將光信號轉換成電信號的這一步驟，以此來實現科學級相機的信號獲取與轉換功能。

但是，即便兩者有著共同的工作原理，但不管是在內部結構上，還是在信號讀取方式上，兩者還都存在著明顯的差異，因此，CCD傳感器與CMOS傳感器兩者之間必然也還存在著一系列的不同之處，其主要表現在：

1、內部結構。CCD，中文全稱電荷耦合元件，是一種半導體器件；CMOS，中文全稱互補金屬氧化物半導體，是一種由電壓控制的放大器件。CCD每行像素點只對應著一個ADC，每一個感光元件的信號都能形成統一的輸出，同時這些輸出的數據經放大器統一處理之后，每個像點的電信號強度都可以獲得同樣幅度的增大；而CMOS每個像素點旁都連著一個ADC，這就使其無法保證每個像點的放大率都是嚴格一致的，同時也無形中增加了噪聲的干擾影響。這一結構上的差異，直接導致了在圖像品質上，CCD傳感器要優勝于CMOS傳感器。

2、耗電量。CMOS采用的是主動式圖像采集方式，感光二極管所產生的電荷會直接由旁邊的電晶體放大輸出；而CCD則采用的是被動式采集方式，必須外加12~18V的電壓以使每個像素中的電荷移送到傳輸通道，因此CCD就必須有更精密的電源線路和耐壓強度。CCD大多需要三組電源供電，而CMOS，只需使用一個電源，相對耗電量較小。

3、靈敏度與速度。CMOS是以點為單位的電荷信號，而CCD是以行為單位的電流信號，在讀取信號時 ，CMOS就是點直接讀取信號，而CCD則是行間接讀取信號，因此，在像素尺寸相同的情況下，CCD的靈敏度無疑是要高于CMOS的。不過，相對應的，由于CCD是以行為單位一位一位地輸出信息，而CMOS可以同時取出電信號，因此，在速度上，卻是CMOS略占優勢了。

4、信息讀取方式。CCD傳感器與CMOS傳感器雖然都是以同樣的工作原理進行信號的采集和轉換，但經轉換后的信號讀取方式卻是不同的。CCD存儲的電荷信息，需在同步信號控制下一位一位地實施轉移后再進行讀取，需要有時鐘控制電路和三組不同的電源相配合，整個電路較為復雜。而CMOS光電傳感器經光電轉換后卻是可直接產生電流信號，那么，其信號讀取就相對較為簡單了。

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