デジタルカメラのCCDまたはCMOSイメージセンサーとは何ですか？

Apr 01 2000

これらのデバイスは両方とも、デジタルカメラ内で光を電子に変えるために使用されます。しかし、それぞれが異なる方法を使用するため、それらには非常に異なる利点と欠点があります。選択方法を学びます。

これらの美しい反射とカラフルなイメージセンサーを見てください！MirageC /ゲッティイメージズ

価格が下がるにつれて、デジタルカメラは非常に一般的になりました。価格の下落の背後にある要因の1つは、CMOSイメージセンサーの導入です。CMOSセンサーは、CCDセンサーよりもはるかに安価に製造できます。

CCD（電荷結合デバイス）とCMOS（相補型金属酸化膜半導体）の両方のイメージセンサーは、同じポイントから始まります。つまり、光を電子に変換する必要があります。太陽電池のしくみの記事を読んだら、変換を実行するために使用される1つの技術を理解しています。使用されるセンサについて考える一つの簡略化方法、デジタルカメラ（またはカムコーダは）小さな太陽電池の数千または数百万の2次元アレイを有すると考えることであり、変形各々が光の小さな部分から電子へのイメージ。 CCDデバイスとCMOSデバイスはどちらも、さまざまなテクノロジを使用してこのタスクを実行します。

次のステップは、画像内の各セルの値（累積電荷）を読み取ることです。 CCDデバイスでは、電荷は実際にチップを横切って輸送され、アレイの1つのコーナーで読み取られます。アナログ-デジタルコンバーターは、各ピクセルの値をデジタル値に変換します。ほとんどのCMOSデバイスでは、各ピクセルにいくつかのトランジスタがあり、従来のワイヤを使用して電荷を増幅および移動します。各ピクセルを個別に読み取ることができるため、CMOSアプローチはより柔軟です。

CCDは、特別な製造プロセスを使用して、歪みなしにチップ全体に電荷を輸送する機能を作成します。このプロセスにより、忠実度と光感度の点で非常に高品質のセンサーが実現します。一方、CMOSチップは、従来の製造プロセスを使用してチップを作成します。これは、ほとんどのマイクロプロセッサの製造に使用されるプロセスと同じです。製造上の違いにより、CCDセンサーとCMOSセンサーの間にはいくつかの顕著な違いがあります。

前述のように、CCDセンサーは高品質で低ノイズの画像を作成します。従来、CMOSセンサーはノイズの影響を受けやすくなっています。
CMOSセンサーの各ピクセルには、その隣にいくつかのトランジスタが配置されているため、CMOSチップの光感度は低くなる傾向があります。チップに当たる光子の多くは、フォトダイオードではなくトランジスタに当たる。
CMOSは伝統的にほとんど電力を消費しません。CMOSでセンサーを実装すると、低電力センサーが得られます。
CCDは、多くの電力を消費するプロセスを使用します。CCDは、同等のCMOSセンサーの100倍もの電力を消費します。
CMOSチップは、ほぼすべての標準的なシリコン生産ラインで製造できるため、CCDセンサーと比較して非常に安価になる傾向があります。
CCDセンサーは長期間大量生産されてきたため、より成熟しています。彼らはより高い品質とより多くのピクセルを持っている傾向があります。

これらの違いから、CCDは、多くのピクセルと優れた光感度を備えた高品質の画像に焦点を合わせるカメラで使用される傾向があることがわかります。CMOSセンサーは、従来、品質、解像度、感度が低くなっています。CMOSセンサーは、一部のアプリケーションでCCDデバイスとほぼ同等に達するまで改善されています。CMOSカメラは通常、より安価で、優れたバッテリー寿命を備えています。

デジタルカメラのCCDまたはCMOSイメージセンサーとは何ですか？

多くの詳細情報