影像傳感器對成像效果起著(zhù)至關(guān)重要的作用，像素越高，影像傳感器內部集成的感光電極也越多，同時(shí)我們也應該想到提升像素勢必要涉及到制造成本，每提高一個(gè)等級，數碼相機的價(jià)格都要高出一截，而且提升到一定程度后，CCD傳感器由于制造工藝的限制，短時(shí)間內很難再有所突破。

目前主流的DSLR機型使用的CCD最多為600萬(wàn)像素左右，即使現在索尼生產(chǎn)出了700萬(wàn)、800萬(wàn)像素的CCD，但想要將其安置在DSLR機身內的話(huà)，最終效果只能是與預期效果背道而馳不合實(shí)際。而CMOS傳感器卻高達1600萬(wàn)像素以上?！?/p>

CMOS的成像原理

CMOS可細分為被動(dòng)式像素傳感器(PassivePixelSensorCMOS)與主動(dòng)式像素傳感器(ActivePixelSensorCMOS)。它原本是計算機系統內一種重要的芯片，保存了系統引導最基本的資料?？墒怯腥伺既婚g發(fā)現，將CMOS加工也可以作為數碼相機中的影像傳感器，緊跟著(zhù)就由XirLink公司于1999年首次推向市場(chǎng)，2000年5月，美國Omnivision公司又推出了新一代的CMOS芯片。

CMOS最初曾被嘗試使用在數碼相機上，但與當時(shí)如日中天的CCD相比信噪比差，敏感度不夠，所以沒(méi)能占居主流位置。當然它也具備多種優(yōu)點(diǎn)，普通CCD必須使用3個(gè)以上的電源電壓，可是CMOS在單一電源下就可以運作，與CCD產(chǎn)品相比同像素級耗電量小。另外CMOS是標準工藝制程，可利用現有的半導體制造流水線(xiàn)，不需額外投資生產(chǎn)設備，并且品質(zhì)可隨半導體技術(shù)的進(jìn)步而提升。

從技術(shù)角度分析成像原理，核心結構上每單位像素點(diǎn)由一個(gè)感光電極、一個(gè)電信號轉換單元、一個(gè)信號傳輸晶體管，以及一個(gè)信號放大器所組成。理論上CMOS感受到的光線(xiàn)經(jīng)光電轉換后使電極帶上負電和正電，這兩個(gè)互補效應所產(chǎn)生的電信號(電流或者電勢差)被CMOS從一個(gè)一個(gè)像素當中順次提取至外部的A/D(模/數)轉換器上再被處理芯片記錄解讀成影像。

具體工作時(shí)先由水平傳輸部采集信號，再由垂直傳輸部送出全部信號，故CMOS傳感器可以在每個(gè)像素基礎上進(jìn)行信號放大，采用這種方法可進(jìn)行快速的數據掃描，能夠勝任千萬(wàn)像素級別的信息處理速率，單憑這點(diǎn)CCD就是望塵莫及的。

雖然CMOS當時(shí)有許多缺點(diǎn)，但是這些年來(lái)已找到了切實(shí)可行的解決辦法，佳能算是CMOS領(lǐng)域中造詣最深的廠(chǎng)商，它在2001年對CMOS技術(shù)作出了革命性的變更設計，目前其他幾家技術(shù)都有佳能的技術(shù)影子。

a.偏面消除噪點(diǎn)技術(shù)。為了消除每個(gè)像素的漂移和噪點(diǎn)，原傳感器控制部分經(jīng)過(guò)重新的排線(xiàn)設計包含了一個(gè)增幅回路，它只吸收噪點(diǎn)信號而不處理光學(xué)信號，可以從光學(xué)信號中去除噪點(diǎn)部分令傳感器以很高的信噪比讀取信號。

b.全像素電荷轉移技術(shù)。由于每次讀取信號時(shí)，初始值都會(huì )變化，只依靠傳感器控制回路上的消除噪點(diǎn)技術(shù)無(wú)法完美地解決這個(gè)問(wèn)題，通過(guò)引進(jìn)全像素電荷轉移技術(shù)，即可維持光學(xué)信號和實(shí)現高信噪比處理。

c.傳感器模擬處理技術(shù)。傳感器控制電氣回路上集成一個(gè)PGA可編程增益轉換器，有效地降低了噪點(diǎn)，并加速了信號輸出能力，讓每秒約3張的高速連續拍攝成為可能。

CMOS發(fā)展的未來(lái)

從兩種類(lèi)型的傳感器類(lèi)型來(lái)看，CMOS在不改造制造流水線(xiàn)的情況下就能克服高像素制造工藝的困難，而且像素的提升也要比CCD來(lái)得稍微容易些。生產(chǎn)流水線(xiàn)正是CCD制造的軟肋，隨著(zhù)CCD尺寸的增加，其生產(chǎn)線(xiàn)也往往要做相應的調整，因此這也是高像素CCD國際市場(chǎng)千顆售價(jià)高居不下的原因?；旧显贑MOS方面像素數的提升與影響傳感器尺寸的增加是相輔相成的，不至于出現此時(shí)CCD中出現的一幕——800萬(wàn)像素還在使用500萬(wàn)像素的2/3英寸框架這種啃老本的情況，故寬容度、信噪比等各方面都比小尺寸的CCD來(lái)的優(yōu)越，這也正是800萬(wàn)像素CCD至今無(wú)法運用到DSLR機身中的原因之一。

開(kāi)發(fā)使用CMOS當初只是佳能公司為了不受制于人的一個(gè)緩解之計，現在看來(lái)CMOS真的演繹了丑小鴨變白天鵝的神話(huà)?？v觀(guān)目前安防市場(chǎng)上網(wǎng)絡(luò )攝像機特別是高清網(wǎng)絡(luò )攝像機，絕大部分都是采用CMOS的機型，像素數基本分為30萬(wàn)、130萬(wàn)、200萬(wàn)及500萬(wàn)象素。

由于CMOS品質(zhì)的不斷提升，生產(chǎn)成本的大幅度下降，CMOS已經(jīng)占了半壁江山，更有取代CCD之勢。