CIS,接觸式圖像傳感器于八十年代末應運而生,它是由CMOS工藝制作的傳感器IC組成陣列,陣列的長度與原稿相同,光路由CIS本體決定,具有體積小、光路短等特點,組成的系統體積也小,而且安裝簡單,不需要調整光路,解決了圖像光學信號均勻性和部件體積問題,便于實現產品的小型化。圖像傳感器根據元件不同分為CCD、CMOS、CIS。
CCD圖像傳感器的特色在于充分保持信號在傳輸時不失真,透過每一個像素集合至單一放大器上再做統一處理,可以保持資料的完整性;CMOS沒有專屬通道的設計,因此先行放大再整合各個像素的資料。 整體來說,CCD 與 CMOS 兩種設計的應用,反應在成像效果上,形成包括感光度、制造成本、解析度、噪點與耗電量等方面的差異,具體表現在:
1.感光度差異:由于 CMOS 每個像素包含了放大器與A/D轉換電路,過多的額外設備壓縮單一像素的感光區域的表面積,因此,相同像素下,同樣大小之感光器尺寸,CMOS的感光度會低于CCD。
2.噪點差異:由于CMOS每個感光二極體搭配一個 ADC 放大器,如果以百萬像素計,那么就需要百萬個以上的 ADC 放大器,雖然是統一制造下的產品,但是每個放大器或多或少都有些微的差異存在,很難達到放大同步的效果,對比單一個放大器的CCD,CMOS計算出的噪點就比較多。
3.解析度差異: CMOS 每個像素的結構比 CCD 復雜,其感光開口不及CCD大, 相對比較相同尺寸的CCD與CMOS感光器時,CCD感光器的解析度通常會優于CMOS。但是目前業界的CMOS 感光原件已經可達到1400萬像素 / 全片幅的設計,CMOS 技術在量率上的優勢可以克服大尺寸感光原件制造上的困難。
4.成本差異:CMOS 應用可以一次整合全部周邊設施于單晶片中,節省加工晶片所需負擔的成本 和良率的損失;相對于 CCD 采用電荷傳遞的方式輸出信號,須另辟傳輸通道,如果通道中有一個像素故障,就會導致信號無法傳遞,因此CCD的良率比CMOS低,再加上專屬傳輸通道設計,CCD的制造成本相對高于CMOS。
5.耗電量差異:CMOS的影像電荷驅動方式為主動式,感光二極體所產生的電荷會直接由旁邊的電晶體做放大輸出;但CCD卻為被動式, 須外加電壓讓每個像素中的電荷移動至傳輸通道。而這外加電壓通常需要12伏特(V)以上的水平,因此 CCD 還必須要有更精密的電源線路設計和耐壓強度,高驅動電壓使 CCD 的電量遠高于CMOS。