图像传感器大解析 CMOS篇
玩家阵地
上期的花老师课堂，我们介绍了数码相机上最为常见的图像传感器——CCD。相比CCD，CMOS图像传感器的历史要稍短些，但它目前也被大量应用于数码相机以及拍照手机等产品上，拥有举足轻重的地位。本期课堂我们就对CMOS进行一番深入了解。
什么是CMOS
CMOS是Complementary Metal-Oxide Semiconductor的简称，即互补性氧化金属半导体。它是由硅和锗两种元素制成的半导体芯片。与CCD不同，CMOS图像传感器的每个像素均包含放大器与A/D（模拟/数字信号）转换电路（图1）。
CMOS图像传感器的应用情况
目前CMOS图像传感器在影像产品方面的应用还是非常广泛的。我们不仅能在低端数码相机、拍照手机上看到CMOS的身影，而且还能在数码单反相机、数码摄像机上发现它的“行踪”。而在早期的低端廉价型数码相机上，CMOS更是比较常见的配置。因此有些读者或许会认为CMOS的成像质量要比CCD差很多，其实这是非常错误的观点，我们通过观察配备CMOS图像传感器的佳能EOS系列数码单反相机或索尼DCR-PC1000E、HDR-HC1E等数码摄像机的成像质量，就会发现CMOS丝毫不比CCD差（图2）。
CMOS与CCD的比较
就整体性能与成像质量而言，CMOS与CCD可谓各有千秋。相对于CCD，CMOS图像传感器的能耗更小，拥有更好的节电性能。由于CMOS拥有更为理想的数据处理速度，因此数码相机的连拍速度也得以大大提高，如配备8通道技术CMOS的佳能EOS-1D Mark II数码单反就可以实现惊人的8.5张/秒的高速连拍。而同时，CMOS的制造成本也比CCD低，因此它被大量使用在入门级产品及拍照手机上。
但由于CMOS图像传感器的每一像素集成了放大器与A/D转换电路，其单一像素的感光面积相比相同类型的CCD要小一些，它在噪点控制与最高感光度方面难免逊色于CCD图像传感器。这也是造成低端产品上CCD与CMOS的成像表现差异较为明显的原因所在。随着近几年厂家不断加强CMOS图像传感器的研发，目前配备在数码单反及高端数码摄像机上的CMOS图像传感器在这些方面的表现已经非常接近CCD，甚至某些方面还超过了CCD。而我们在选购数码单反或高端数码摄像机等产品时，不必太在意图像传感器的类型，我们应将更多的注意力放在整体性能方面。