CCD和CMOS图像传感器具有以下差异。 (1)制造上的差异：CCD和CMOS同为半导体,但CCD是集成在半导体单品材料上;CMOS是集成在金属氧化物的半导体材料上。 (2)工作原理的差异：主要区别是读取视觉数据的方法,CCD从阵列的一个角落开始读取数据;CMOS对每一个像素采用有源像素传感器及晶体管,以实现视觉数据读取。 (3)视觉扫描方法的差异：CCD传感器连续扫描,在最后一个数据扫描完成之后才能将信号放大;CMOS传感器的每个像素都有一个将电荷转化为电子信号的放大器。 (4)感光度的差异：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,因此在相同像素下,同样大小之感光器尺寸,CMOS的感光度会低于CCD。 (5)分辨率的差异：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感光器的分辨率通常会优于CMOS。 (6)噪声的差异：CMOS每个感光二极管旁都搭配一个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微小差异存在,很难达到放大同步的效果,对比单一个放大器的CCD,CMOS最终计算出的噪声就比较多。 (7)成本的差异：CMOS应用半导体工业常用的MOs制程,可以一次将全部周边设施整合于单芯片中,节省加工芯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信息,必须另辟传输信道,如果信道中有一个像素故障,就会导致一整排的信号壅塞,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,CCD的制造成本相对高于CMOS。 (8)耗电量的差异：CMOS的影像电荷驱动方式为主动式,感光二极管所产生的电荷会直接由旁边的晶体管做放大输出;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12V以上,因此CCD还必须要有更精密的电源线路设计和耐压强度,高驱动电压使CCD的电量远高于CMOS。 CCD和CMOS图像传感器的比较见表2-5。
CCD摄像机和CMOS摄像机在使用过程还涉及诸多工作参数。就当前技术现状,CCD摄像机的灵敏度和解析度均比CMOS高,为了能够确保视觉识别的精度和准确度,一般选用CCD摄像机作为图像传感器。
