在科学领域应用中，科学级相机图像传感器作为图像获取的主要工具，是最为核心的系统组件。担负着信号采集与转换的重任，其重要性是不言而喻的。目前，图像传感器主要有两种，一种是CCD传感器，另一种是CMOS传感器，两者各具特点，各有长短。下面我们一起来剖析下这两者之间的异同点有哪些。

不管是CCD，还是CMOS，必然是存在一定相同之处的，那就是工作原理。两者都是通过光电二极管结构接受入射光，并同时进行将光信号转换成电信号的这一步骤，以此来实现科学级相机的信号获取与转换功能。

但是，即便两者有着共同的工作原理，但不管是在内部结构上，还是在信号读取方式上，两者还都存在着明显的差异，因此，CCD传感器与CMOS传感器两者之间必然也还存在着一系列的不同之处，其主要表现在：

1、内部结构。CCD，中文全称电荷耦合元件，是一种半导体器件；CMOS，中文全称互补金属氧化物半导体，是一种由电压控制的放大器件。CCD每行像素点只对应着一个ADC，每一个感光元件的信号都能形成统一的输出，同时这些输出的数据经放大器统一处理之后，每个像点的电信号强度都可以获得同样幅度的增大；而CMOS每个像素点旁都连着一个ADC，这就使其无法保证每个像点的放大率都是严格一致的，同时也无形中增加了噪声的干扰影响。这一结构上的差异，直接导致了在图像品质上，CCD传感器要优胜于CMOS传感器。

2、耗电量。CMOS采用的是主动式图像采集方式，感光二极管所产生的电荷会直接由旁边的电晶体放大输出；而CCD则采用的是被动式采集方式，必须外加12~18V的电压以使每个像素中的电荷移送到传输通道，因此CCD就必须有更精密的电源线路和耐压强度。CCD大多需要三组电源供电，而CMOS，只需使用一个电源，相对耗电量较小。

3、灵敏度与速度。CMOS是以点为单位的电荷信号，而CCD是以行为单位的电流信号，在读取信号时 ，CMOS就是点直接读取信号，而CCD则是行间接读取信号，因此，在像素尺寸相同的情况下，CCD的灵敏度无疑是要高于CMOS的。不过，相对应的，由于CCD是以行为单位一位一位地输出信息，而CMOS可以同时取出电信号，因此，在速度上，却是CMOS略占优势了。

4、信息读取方式。CCD传感器与CMOS传感器虽然都是以同样的工作原理进行信号的采集和转换，但经转换后的信号读取方式却是不同的。CCD存储的电荷信息，需在同步信号控制下一位一位地实施转移后再进行读取，需要有时钟控制电路和三组不同的电源相配合，整个电路较为复杂。而CMOS光电传感器经光电转换后却是可直接产生电流信号，那么，其信号读取就相对较为简单了。

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