手机镜头材质介绍.docx

1、我们常见的手机摄像头根据传感器的不同主要有两种，一种是CCD传感器，一种是CMOS传 感器两种，下面我具体阐述下。二者有什么区别，又是在哪里？CCI）的优势在于成像质量好，但是由于制造工艺复杂，只有少数的厂商能够掌握，所 以导致制造成本居高不下，特别是大型CCD,价格非常高昂。在相同分辨率下，CMOS价格比 CCD便宜，但是CMOS器件产生的图像质量相比CCD来说要低一些。到目前为止，市面上绝 大多数的消费级别以及高端数码相机都使用CCD作为感应器；CMOS感应器则作为低端产品 应用于一些摄像头上，若有哪家摄像头厂商生产的摄像头使用CCD感应器，厂商一定会不遗 余力地以其作为卖点大肆宣传，甚至

2、冠以“数码相机”之名。一时间，是否具有CCD感应器 变成了人们判断数码相机档次的标准之一。当让CMOS传感器也不是一无是处，相对于CCD 传感器，CMOS影像传感器的优点之一是电源消耗量比CCD低，CCD为提供优异的影像品质， 付出代价即是较高的电源消耗最，为使电荷传输顺畅，噪声降低，需由高压差改善传输效果。 但CMOS影像传感器将每一画素的电荷转换成电压，读取前便将其放大，利用3. 3V的电源即 可驱动，电源消耗量比CCD低。什么是背照式摄像头？所谓背照式摄像头就是在传统摄像头感光元件中，感光二极管位电路晶体管后方， 进光量会因遮挡受到影响。所谓背照式摄像头就是将它掉转方向，让光线首先进入感

3、光二极 管，从而增大感光量，显著提高低光照条件下的拍摄效果。那么他有什么优点呢？即便是小 尺寸的影像传感器，也能获得优良的高感光度能力，使得成像素质更高。CCD或CMOS,基本上两者都是利用矽感光二极体（photodiode）进行光与电的转换。这种 转换的原理与各位手上具备“太阳电能”电子计算机的"太阳能电池”效应相近，光线越强、电 力越强；反之，光线越弱、电力也越弱的道理，将光影像转换为电子数字信号。比较CCD和CMOS的结构，ADC的位置和数量是最大的不同。简单的说，按我们在上一 讲"CCD感光元件的工作原理（上）”中所提之内容。CCD每曝光一次，在快门关闭后进行像 素

4、转移处理，将每一行中每-个像素（pixel）的电荷信号依序传入“缓冲器”中，由底端的线 路引导输出至CCD旁的放大器进行放大，再串联ADC输出；相对地，CMOS的设计中每 个像素旁就直接连着ADC（放大兼类比数字信号转换器），讯号直接放大并转换成数字信号。两者优缺点的比较CCD CMOS设计单一感光器感光器连接放大器灵敏度同样面积下高感光开口小，灵敏度低成本线路品质影响程度高，成本高CMOS整合集成，成本低解析度连接复杂度低，解析度高低，新技术高噪点比单一放大，噪点低百万放大，噪点高功耗比需外加电压，功耗高直接放大，功耗低由于构造上的基本差异，我们可以表列出两者在性能上的表现之不同。CCD的特

5、色在于充分 保持信号在传输时不失真（专属通道设计），透过每一个像素集合至单一放大器上再做统一 处理，可以保持资料的完整性；CMOS的制程较简单，没有专属通道的设计，因此必须先行 放大再整合各个像素的资料。整体来说，CCD与CMOS两种设计的应用，反应在成像效果上，形成包括ISO感光度、 制造成本、解析度、噪点与耗电量等，不同类型的差异：ISO感光度差异：由于CMOS每个像素包含了放大器与A/D转换电路，过多的额外设备压 缩单一像素的感光区域的表面积，因此相同像素下，同样大小之感光器尺寸，CMOS的感 光度会低于CCD,成本差异:CMOS应用半导体工业常用的MOS制程，可以一次整合全部周边设施于

6、单晶片 中，节省加工晶片所需负担的成本和良率的损失；相对地CCD采用电荷传递的方式输出 资讯，必须另辟传输通道，如果通道中有一个像素故障（Fail）,就会导致一整排的讯号壅 塞，无法传递，因此CCD的良率比CMOS低，加上另辟传输通道和外加ADC等周边，CCD 的制造成本相对高于CMOSo解析度差异:在第一点"感光度差异"中，由于CMOS每个像素的结构比CCD复杂，其感光 开口不及CCD大，相对比较相同尺寸的CCD与CMOS感光器时，CCD感光器的解析度通常 会优于CMOS。不过，如果跳脱尺寸限制，目前业界的CMOS感光原件已经可达到1400万像 素/全片幅的设计，CMOS技术在量率上的优势可以克服大尺寸感光原件制造上的困难， 特别是全片幅24mm-by-36mm这样的大小。嗓点差异:由于CMOS每个感光二极体旁都搭配个ADC放大器，如果以百万像素计，那 么就需要百万个以上的ADC放大器，虽然是统一制造下的产品，但是每个放大器或多或少 都有些微的差异存在，很难达到放大同步的效果，对比单一个放大器的CCD, CMOS最终计 算出的噪点就比较多。耗电量差异:CMOS的影像电荷驱动方式为主动式，感光二极体所产生的电荷会直接由旁边 的电晶体做放大输出；但CCD却为被动式，必须外加电压让每个像素中的电荷移动至传输 通道。而这外加电压通常需要12伏特（