CMOS与CCD技术自诞生以来，它们的抢位之争自诞生至今就没有停止过。如今，依托这两大类感光元件，形成了分别应用CMOS和CCD元件的两大阵营，在硬件设备制造领域争相斗法。在竞争中，它们努力克服各自的天生劣势，并在技术指标不断攀升的基础上，期待更大的技术突破。

    一争高下由来已久

    CCD与CMOS传感器是当前被普遍采用的两种图像传感器，两者都是利用感光二极管(photodiode)进行光电转换，将图像转换为数字数据，而其主要差异是数字数据传送的方式不同。这种转换的原理与“太阳电能”电子计算机的“太阳能电池”效应相近，光线越强、电力越强；反之，光线越弱、电力也越弱的道理，将光影像转换为电子数字信号。

    比较CCD和CMOS的结构，ADC的位置和数量是最大的不同。简单的说，CCD每曝光一次，在快门关闭后进行像素转移处理，将每一行中每一个像素（pixel）的电荷信号依序传入“缓冲器” 中，由底端的线路引导输出至CCD旁的放大器进行放大，再串联ADC输出；相对地，CMOS的设计中每个像素旁就直接连着ADC（放大兼类比数字信号转换器），讯号直接放大并转换成数字信号。

    竞争引发进步，CCD和CMOS传感器技术都在各自的劣势中试图补齐短板。新一代的CCD传感器一直在功耗上作改进，而CMOS传感器则在改善分辨率与灵敏度方面的不足。二者在品质上的差距在不断缩小，比如，OmniVision于2004年就推出了OV5610CMOS5百万像素图像传感器，它的重要意义就在于它成为第一个能够输出CCD影像品质的 CMOS图像传感器。从此，CMOS在成像品质上的追求就显得更为游刃有余了。

    CCD（电荷耦合器件）是前辈，自1969年在贝尔试验室研制成功以来，它经历多年发展，从初期的10多万像素发展至今，已经非常成熟，应用于多个领域。而CMOS（互补金属氧化物半导体）则是后来者，它诞生于1998年，这类新型的图像传感技术被认为是代表未来的技术方向。

    CMOS将走向何方

    CCD和CMOS在制造上的主要区别是：CCD是集成在半导体单晶材料上，而CMOS是集成在被称做金属氧化物的半导体材料上，工作原理没有本质区别，但二者的制造成本却大相径庭。简单说来，CMOS传感器采用一般半导体电路最常用的CMOS工艺，可以轻易地将周边电路(如AGC、CDS、Timinggenerator或DSP等)集成到传感器芯片中；而 CCD采用电荷传递的方式传送数据，只要其中有一个像素不能运行，就会导致一整排数据不能传送。显然，CCD传感器的成品率要比CMOS传感器成品困难得多。

    而另一方面，CMOS还继续在成像的通透性、对实物的色彩还原能力等方面迎头赶上。以CMOS阵营的重要厂商佳能为例，其高速扫描仪产品大都采用CMOS器件。作为掌握高端CMOS传感器技术的主要厂商之一，佳能为进一步增强CMOS扫描质量，特地研发了感光度增强技术，进而通过使用大尺寸传感器提高开口率，这正是提高CMOS感光能力的最直接办法。即便是在噪音控制方面，佳能也取得了技术突破。针对固定噪声问题，佳能研发了“第二代片内降噪技术”，该技术其实是一套专门的噪声检测算法，直接整合于CMOS图像传感器的控制逻辑中。通过这项技术，固定噪声就可以成功剔除了。

    我们从中不难归纳出CMOS的发展方向，那就是，依托新的工艺技术、新的封装技术，以及新的制造能力相结合，CMOS器件将能更高的产品集成度提高性能表现。比如，45nm制造工艺已经成功推出，CMOS器件将逐渐采用这一制程。同时，在处理功能上，CMOS也更容易制造芯片。这些还只是CMOS在巩固优势方面的进展。

    高扫发展的动力源

    如同PC的性能主要依靠CPU一样，对于扫描仪来说，要想达到理想的扫描效果，对核心感光元件的依赖自不待言。目前市场上扫描仪所使用的感光器件主要有CCD、CMOS和CIS。而CIS一般用于多功能一体机上的扫描器件，其成像品质相对较差。在高速扫描仪市场，仍然是CMOS和CCD争相唱主角。

    从发展趋势上看，单就高速扫描仪来说，无疑采用 CMOS传感器是更为合适的选择。要实现高速扫描，首选就要在核心感光器件上就做好准备。相比之下，CMOS在高速识别方面更具优势。由于所用发光材料的不同，CMOS更容易做到无预热过程的零秒启动，同时它的实际扫描速度也具备优势；而在金融、医疗、教育、档案管理等静音需求较高的行业里，CMOS高速低噪的工作特点将更符合用户的实际需要。

    而为了实现高精度的专业扫描，佳能就在制造更符合行业应用的CMOS，比如其独创的3-线CMOS维色彩校正。传统的1-线传感器一次只能交替捕获一种红、绿、蓝颜色，3-线CMOS传感器则能同时捕获所有颜色，不仅保证了彩色文件和黑白文件的扫描速度一样快，而且其扫描的图像也忠实于原稿，这些都为采用CMOS的高速扫描仪发展提供了样板。目前随着技术的不断发展和成熟，CMOS以其高集成度和低耗电等特性渐领风骚。

（编辑：小曾）