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[零组件/半导体] CCD和CMOS有啥区别?为什么现在相机不用CCD

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    发表于 2025-7-6 23:45:47 | 显示全部楼层 |阅读模式

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    数码时代,感光元件是相机的核心呈像部件。一般感光元件无非就两种,一种叫CCD,一种叫CMOS。
    这二者的原理都大同小异,原理都是将光信号转化为电信号进行处理,然后将数据存储起来。
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    不同的是,二者在数据处理和传输方式上有很大不同,这也是这二者最大的不同。
    CCD将所有光电单元的信号都集合起来,统一处理和输出。而且所有的光电单元都共用一个信号放大器。所以CCD在数据的统一性上有很大优势。
    由于所有数据都是一起进行处理的,所以必然会导致相邻像素之间互相干扰的问题。也就是像素间的色彩会出现相互逸散的情况。
    234543151e64cc.png
    当然,这一点在有些摄影师看来也算是优点。因为这种色彩逸散会让色彩之间的过渡更加自然,很容易达到类似胶片的那种风格。
    而CMOS的信号输出方式是类似于并联的,每个像素点都有独立的信息,而且每个光电单元都配有信号放大器,每个光电单元的信息都是独立输出的。
    这样做的劣势就是信号输出不会同步,数据一致性略差一些,但是可以尽量避免相邻光电单元之间互相影响。
    CCD的另一个好处就是它在噪点控制上通常会比较优秀,拥有更好的信噪比。尤其是在暗光环境下,画质表现比较好。
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    CCD的发明标志着相机进入数码时代,所以当时一经问世,就得到了大量应用。当时几乎所有的数码相机都用的是CCD作为感光元件。
    既然CCD优点这么多,这么好,那为什么现在却很少使用呢?
    现在CCD用的少了,并不是说CCD不好,而是有更好的选择,那就是CMOS。
    CMOS比CCD更集成了,生产工艺也没有CCD那么繁琐,成品率还高。当时CCD在全球范围内也没几家能生产的,而CMOS的供应商就没那么稀有了。
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    简单来说,主要就是CMOS成本更低,受到更多相机厂的青睐。
    除此之外,CMOS相比于CCD能耗更低,工艺没那么复杂,可以把像素做的很高,CCD像素就很难做大,否则成本就太高了。
    现在相机像素那么高,很大程度上就是采用CMOS的原因。如果是CCD,像素能有个500万就已经很不错了。
    而且CCD发热量很大,低强度拍摄还好些,拍摄强度太高就不行了,尤其是现在动辄还有拍视频的需求,以CCD的发热量,不额外增加散热是绝对不行的,增加散热的话,成本和体积重量都上去了。
    2345444d5a1adb.png
    当然,CMOS比起CCD同样也有劣势,比如理论上CMOS在动态范围和信噪比上比不过CCD,但这并没有多大影响。因为现在的CMOS发展的很快,有双ISO、动态降噪等新技术的加持,这些问题已经基本解决了。
    虽然现在大部分相机的感光元件已经被CMOS所取代,但是CCD并没有完全退出历史的舞台。在一些天文摄影、医疗设备以及摄像领域,CCD依然是重要的感光元件。
    不管是哪种感光元件,都各有优劣,随着时代的发展,它们也能找到更适合的领域,发挥出各自的作用。


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