1. Konverze architektury a signálu:
* ccd:
* globální závěrka (obvykle): CCD obvykle používají globální závěrku. To znamená, že všechny pixely jsou vystaveny světlu současně. Nabíjení nahromaděné v každém pixelu se poté přenese přes celý senzor na jeden nebo několik výstupních uzlů pro převod analogové k digitálnímu (ADC). Přemýšlejte o tom jako o kbelíkové brigádě projíždějící vodou (náboj) na konec linky.
* faktor s vysokým výplněm: Větší procento povrchové plochy senzoru je věnováno shromažďování světla, což vede k lepší citlivosti na světlo.
* centralizované zpracování: Zpracování signálu se z velké části provádí mimo čip, což umožňuje sofistikovanější a často kvalitnější zpracování.
* CMOS:
* Rolling Shutter (obvykle): Většina senzorů CMOS používá válcovací závěrku. To znamená, že různé části senzoru jsou vystaveny světlu v mírně odlišných časech. Senzor skenuje řadu řádek, vystavuje a poté si přečtení pixelů postupně.
* Faktor dolního výplně (historicky, nyní se zlepšuje): Každý pixel obsahuje tranzistory pro zesílení a přeměnu. To ponechává méně prostoru pro oblast citlivou na světlo (fotodioda), což snižuje faktor plnění ve srovnání se staršími konstrukcemi CCD. Moderní senzory CMOS však učinily významné pokroky ve zlepšování faktoru plnění pomocí technik, jako jsou mikrolesy a osvětlení na straně na straně.
* integrované zpracování: Senzory CMOS mají ADC a další obvody zpracování signálu integrovanou přímo do samotného čipu senzoru. To umožňuje menší zařízení s nižším výkonem.
2. Kvalita obrazu:
* ccd:
* historicky lepší kvalita obrazu: CCD byly zpočátku známé pro produkci obrazů s nižším šumem a lepším dynamickým rozsahem. Důvodem bylo jejich centralizované zpracování a efektivní přenos náboje.
* méně šumu: Tradiční CCD mají méně šumu pevného vzoru, protože zpracování je vnější a jednotnější.
* Bloom Effect: Nadměrná expozice v jedné oblasti obrazu může způsobit přelití náboje do sousedních pixelů, čímž se vytvoří efekt „květu“ (pruh nebo rozmazání).
* CMOS:
* Kvalita obrazu přiblížení/překonání CCDS: Pokroky v technologii CMOS značně snížily mezeru v kvalitě obrazu. Moderní senzory CMOS se mohou často shodovat nebo dokonce překonat CCD, pokud jde o výkon šumu, dynamický rozsah a citlivost na slabé osvětlení.
* kvetení méně běžné: Senzory CMOS jsou méně citlivé na kvetoucí, protože každý pixel má vlastní přeměnu náboje k napětí.
* Rolling Shutter Artefakts: Válcová závěrka může způsobit zkreslení při fotografování rychle se pohybujících subjektů nebo když se kamera sama pohybuje rychle. Toto je známé jako „Jello Effect“. Pokročilejší senzory CMOS však nyní zahrnují globální návrhy závěrky, aby tento problém zmírnily.
3. Spotřeba energie:
* ccd: Obvykle vyšší spotřeba energie než CMOS. Je to kvůli složitějšímu procesu přenosu náboje.
* CMOS: Nižší spotřeba energie, která je významnou výhodou pro zařízení napájená z baterií, jako jsou chytré telefony a digitální kamery. Integrované zpracování je energeticky efektivnější.
4. Cena:
* ccd: Historicky dražší na výrobu, zejména pro větší senzory.
* CMOS: Obecně levnější na výrobu, což přispělo k jejímu rozšířenému adopci. Integrované zpracování umožňuje vyšší integraci a nižší výrobní náklady.
5. Rychlost:
* ccd: Pomalejší rychlosti odečet ve srovnání s moderními CMOS.
* CMOS: Rychlejší rychlost odečtu. Architektura paralelního zpracování CMOS umožňuje vyšší snímkové frekvence pro video a rychlejší střelbu ve stále fotografie.
Souhrnná tabulka:
| Funkce | CCD | CMOS |
| ------------------- | ----------------------------------------- | ----------------------------------------- |
| Architektura | Centralizovaný přenos náboje | Integrované zpracování signálu |
| Typ závěrky | Globální (obvykle) | Válcování (obvykle) / globální (stále více) |
| Folc Factor | Historicky vyšší, ale uzavírací mezera | Historicky nižší, nyní se zlepšuje
| Kvalita obrazu | Historicky lepší, nyní srovnatelné/překonané v mnoha případech Rychle se zlepšuje, často odpovídá/překonává CCD |
| Noise | Historicky nižší | Zlepšení, může být velmi konkurenceschopné |
| Power | Vyšší | Nižší |
| náklady | Vyšší | Nižší |
| rychlost | Pomalejší odečet | Rychlejší odečet |
| Blooming | Citlivější | Méně citlivé |
| Rolling Shutter Artefakts | Nelze použít | Může dojít (s válcovací závěrkou) |
Na závěr:
CMOS se stala dominantní technologií v moderním digitálním zobrazování díky svým nižším nákladům, nižší spotřebě energie, rychlejším rychlostem a neustálému zlepšování kvality obrazu. Zatímco CCD byly kdysi preferovanou volbou pro náročné aplikace, senzory CMOS se do značné míry chytily a v mnoha případech je překonaly ve výkonu. I když můžete stále najít CCD v některých specializovaných vědeckých nebo průmyslových aplikacích, CMOS je převládajícím typem senzoru ve většině kamer a zařízení, se kterými se dnes setkáte.