在工業(yè)應(yīng)用中成像系統(tǒng)的廣泛采用持續(xù)擴展，不僅由新的影像感測器技術(shù)和產(chǎn)品的開發(fā)所推動，還由支援平臺的進步所推動，如電腦功率和高速數(shù)據(jù)介面。今天，成像系統(tǒng)的使用在各種領(lǐng)域很常見，如配線檢查、交通監(jiān)測/執(zhí)法、監(jiān)控和醫(yī)療及科學成像，由于影像感測器技術(shù)的進步，使成像性能、讀取速度和解析度提高。隨著影像感測器現(xiàn)在采用電荷耦合元件（CCD）和互補式金屬氧化物半導體（CMOS）技術(shù)設(shè)計，審視這兩大平臺對于選擇最適合特定應(yīng)用的影像感測器很有幫助。

電子成像技術(shù)的發(fā)展始于上世紀60年代，諾貝爾獎得主Boyle和Smith開發(fā)出第一個CCD。這些元件是利用摻雜矽的固有能力將光子轉(zhuǎn)換成電子，并用得到的畫素等級電荷來測量光強度而運作。在架構(gòu)上，這個設(shè)計的最大優(yōu)勢是簡單，整個畫素區(qū)域可用來檢測光子和存儲電荷，提供最大訊號級別，支援高動態(tài)范圍。

相同的畫素區(qū)域用于將電荷傳送到有限的輸出端，其中電荷被轉(zhuǎn)換為電壓。隨時間推移，這架構(gòu)已細化到包括Interline Transfer CCD設(shè)計，其中包含畫素等級的一個電子快門，無需相機設(shè)計中的機械快門。今天，CCD是采用訂制的半導體制程，高度優(yōu)化于成像應(yīng)用，并需要外部電路將類比輸出電壓轉(zhuǎn)換為數(shù)位訊號以用于后續(xù)處理。一般而言，CCD的典型特點是高效的電子快門能力、寬動態(tài)范圍和出色的影像均勻性。

相比之下，CMOS影像感測器設(shè)計最初是利用為主流半導體元件的制造而開發(fā)的工藝，如用于邏輯晶片、微處理器和記憶體模組的工藝。這點形成巨大的優(yōu)勢，如數(shù)位處理功能可直接納入晶片中，以增強影像感測器功能。CMOS影像感測器不像CCD將電荷傳送到有限的輸出端，而是把電晶體放置在每一畫素內(nèi)（或每組畫素），來進行電荷、電壓之間的轉(zhuǎn)換。這么一來，電壓（而不是電荷）可經(jīng)由整個元件傳輸，使得影像讀取變得更快、更靈活。此外，高端處理可直接結(jié)合至晶片，如果需要的話，影像感測器可輸出完全處理的JPEG影像，甚至是H.264視訊流。

雖然CCD影像感測器歷來提供比CMOS元件更好的成像性能，但近年來差距已大大縮小，CMOS影像感測器可提供的影像品質(zhì)現(xiàn)在已勝任多種應(yīng)用。這可從用于工業(yè)成像的最新一代CMOS元件看出，如安森美半導體的PYTHON CMOS影像感測器系列。

盡管最好的CCD可提供的一些成像參數(shù)可能仍然超越這一系列，但這些PYTHON元件的影像品質(zhì)已適用于線上檢測、交通監(jiān)測/收費、運動分析等等。這使CMOS技術(shù)的其他性能優(yōu)勢更加顯著，如更快的幀率、更低的功耗、感興趣區(qū)域（ROI）的成像 。每一項性能對提升產(chǎn)量和支援這些應(yīng)用都至關(guān)重要。

因為這些內(nèi)在優(yōu)勢，有人預計CCD影像感測器最終將消亡，因為CMOS技術(shù)不斷進步且最終將在所有面向使CCD性能黯然失色。但是，以后CCD和CMOS技術(shù)無疑將繼續(xù)發(fā)展，CCD的基礎(chǔ)架構(gòu)表明某些區(qū)域?qū)⒗^續(xù)保持特定的性能優(yōu)勢，使CCD成為要求最高成像性能的工業(yè)應(yīng)用的首選技術(shù)。

雖然影像均勻性隨著CMOS技術(shù)的進步不斷改善，但最高的性能水準仍是在CCD影像感測器應(yīng)用。這是這些技術(shù)架構(gòu)的直接結(jié)果：雖然CMOS元件有數(shù)以千計的單獨放大器（每列一個，或甚至每畫素一個），CCD可將電荷從畫素路由至單個放大器，感測器讀取無需藉由任何放大器來放大變化。影像的高均勻性對醫(yī)療和科學成像等應(yīng)用很重要，甚至關(guān)鍵的成品檢測，其中這些應(yīng)用的定量性是提供清晰、未處理的影像的關(guān)鍵。此外，使用CCD往往比CMOS元件更容易在縮放至高解析度和大光學格式時保持均勻性。

CCD設(shè)計的類比性也令CCD相機能為特定的終端應(yīng)用“微調(diào)”，優(yōu)化特定的成像特性。例如針對天文攝影的應(yīng)用，攝影機制造商可選擇充分優(yōu)化感測器的能力（擴展動態(tài)范圍），以犧牲抗溢光為代價（這可能對此應(yīng)用不是那么重要）。其他科學成像應(yīng)用也可得益于CCD提供的極低暗電流，并可能需要長達一個小時以上的曝光時間以偵測極微弱的訊號。

由于諸如此類的架構(gòu)優(yōu)勢，安森美半導體如今繼續(xù)選擇投資CCD技術(shù)和產(chǎn)品?？稍谧罱娴男翪CD技術(shù)平臺中找到一個重要的例子，這平臺結(jié)合Interline TransferCCD的成像性能和可從電子倍增（EMCCD）輸出獲取的極低感光度。

interline TransferEMCCD的結(jié)合能讓一個攝影機同時捕捉到影像場景的一部分（如一個小巷）在極低光照水準下（低至月光或甚至星光），而另一部份處于明亮的光照下（路燈）。這個性能使一個獨立攝影機捕捉到從白天到星光的光照水準影像，是CCD技術(shù)所獨有，因為它利用了EMCCD輸出的電荷倍增性 ，也正是CMOS元件限于工作電壓范圍無法提供的特性。結(jié)合了這個技術(shù)的產(chǎn)品具備1080p解析度以及 30 fps幀率，針對極低光照的監(jiān)控、科學成像和醫(yī)療成像等應(yīng)用。

盡管我們在比較CCD和CMOS技術(shù)時試圖確定一個“贏家”，但這真的對兩者都有損公正，因為每種技術(shù)都是獨一無二的，提供不同的終端用戶優(yōu)勢。雖然采用CMOS技術(shù)的產(chǎn)品顯然越來越廣泛，但CCD影像感測器仍然在某些方面保持優(yōu)勢，使其比CMOS元件更適合某些應(yīng)用。因此，與其尋找最佳的技術(shù)，不如確定考慮中的特定終端應(yīng)用情況的關(guān)鍵性能參數(shù)，然后結(jié)合這些關(guān)鍵需求與不同產(chǎn)品的特性和性能。

雖然某些情況下，基于一種技術(shù)的產(chǎn)品可能提供最佳匹配，但在其他可能不是那么明確的情況下，與可提供兩種技術(shù)的公司合作就格外重要，以便獲得客觀的看法。通過獲取同時基于CCD和CMOS兩種技術(shù)的廣泛產(chǎn)品陣容的資訊，終端客戶就可確定并選擇真正適合他們特定的終端應(yīng)用的產(chǎn)品， 而成為真正的贏家。