CMOSイメージセンサーとCCDの違い：読み出し・速度・用途を比較
どちらのセンサーも、各画素で光を電荷に変えますが、その電荷の読み出し方が違います。CCDは、電荷を画素から画素へ順に送り、1つの出力アンプまで運びます。CMOSセンサーは、各画素の中で電荷を電圧に変え、多くの画素を並列に読み出します。CMOSセンサーは、安く、速く、消費電力が小さく、ADCや画像処理も同じチップに載せられるので、ほとんどの民生品でCCDに置き換わりました。
| 項目 | CMOSイメージセンサー | CCDイメージセンサ |
|---|---|---|
| 読み出し | 各画素にアンプがあり、信号は並列に読み出す(多くは列ごとのADC) | 電荷を画素から画素へ順に送り、1つまたは少数の出力アンプへ運ぶ |
| 製造 | 標準的なCMOS系のプロセスで、一般的な半導体工場で作れる | 電荷転送のための専用プロセス |
| チップ上の機能 | ADC、タイミング回路、画像処理を集積できる。積層型ではロジックやメモリも載せる | ほぼセンサーだけ。周辺回路は別のチップ |
| 消費電力 | 小さい | 大きい。電荷転送に高速のクロックと複数の電源電圧が要る |
| 速度(フレームレート) | 速い。並列に読み出せる | 遅め。直列の転送に制限される |
| ノイズと均一性 | 以前は劣っていたが、埋め込み型フォトダイオードや相関二重サンプリングで、今は同等以上 | 従来から低ノイズで、画素のばらつきが小さい |
| シャッター | ローリングシャッターが一般的(速い被写体は歪んで見える)。グローバルシャッター版には画素内の回路が増える | 多くの方式で、グローバルシャッターが自然に実現できる |
| ブルーミングとスミア | 起きにくい | 起きやすい。余った電荷が隣の画素にあふれる |
| コスト | 安い。大量生産できる | 高め |
| 主な用途 | スマートフォン、デジタルカメラ、車載カメラ、Webカメラ | 科学・天文用のカメラ、一部の産業・医療・宇宙用の撮像 |
数値は代表的な目安で、世代や製品によって異なります。