《電子技術(shù)應(yīng)用》
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感光元件如何讓相機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)

2018-09-11

感光元件數(shù)碼相機(jī)的核心,,也是最關(guān)鍵的技術(shù)。數(shù)碼相機(jī)的發(fā)展道路,可以說(shuō)就是感光元件的發(fā)展道路,。數(shù)碼相機(jī)的核心成像部件有兩種:一種是廣泛使用的CCD(電荷耦合)元件;另一種是CMOS(互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體)器件,。與傳統(tǒng)相機(jī)相比,,傳統(tǒng)相機(jī)使用“膠卷”作為其記錄信息的載體,而數(shù)碼相機(jī)的“膠卷”就是其成像感光元件,,感光元件就是數(shù)碼相機(jī)的不用更換的“膠卷”而且是與相機(jī)一體,,所以稱為是數(shù)碼相機(jī)的心臟很確切。

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圖像傳感器CCD和金屬半導(dǎo)體CMOS的工作方式

電荷藕合器件圖像傳感器CCD(Charge Coupled Device),,它使用一種高感光度的半導(dǎo)體材料制成,,能把光線轉(zhuǎn)變成電荷,通過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換器芯片轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào),,數(shù)字信號(hào)經(jīng)過(guò)壓縮以后由相機(jī)內(nèi)部的閃速存儲(chǔ)器或內(nèi)置硬盤卡保存,,因而可以輕而易舉地把數(shù)據(jù)傳輸給計(jì)算機(jī),并借助于計(jì)算機(jī)的處理手段,,根據(jù)需要和想像來(lái)修改圖像,。CCD由許多感光單位組成,所有的感光單位所產(chǎn)生的信號(hào)加在一起,,就構(gòu)成了一幅完整的畫(huà)面,。

CCD和傳統(tǒng)底片相比,CCD 更接近于人眼對(duì)視覺(jué)的工作方式,。只不過(guò),,人眼的視網(wǎng)膜是由負(fù)責(zé)光強(qiáng)度感應(yīng)的桿細(xì)胞和色彩感應(yīng)的錐細(xì)胞,分工合作組成視覺(jué)感應(yīng),,CCD經(jīng)過(guò)長(zhǎng)達(dá)35年的發(fā)展,,大致的形狀和運(yùn)作方式都已經(jīng)定型。

CCD 的組成主要是由一個(gè)類似馬賽克的網(wǎng)格,、聚光鏡片以及墊于最底下的電子線路矩陣所組成,。目前有能力生產(chǎn) CCD 的公司分別為:SONY、Philps,、Kodak,、Matsushita、Fujifilm和Sharp,,大半是日本廠商,。

互補(bǔ)性氧化金屬半導(dǎo)體CMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor)和CCD一樣同為在數(shù)碼相機(jī)中可記錄光線變化的半導(dǎo)體。然而,,CMOS的缺點(diǎn)就是太容易出現(xiàn)雜點(diǎn), 這主要是因?yàn)樵缙诘脑O(shè)計(jì)使CMOS在處理快速變化的影像時(shí),,由于電流變化過(guò)于頻繁而會(huì)產(chǎn)生過(guò)熱的現(xiàn)象,。

兩種感光元件的不同之處

由兩種感光元件的工作原理可以看出,CCD的優(yōu)勢(shì)在于成像質(zhì)量好,,但是由于制造工藝復(fù)雜,,只有少數(shù)的廠商能夠掌握,所以導(dǎo)致制造成本居高不下,,特別是大型CCD,,價(jià)格非常高昂。同時(shí),,這幾年來(lái),,CCD從30萬(wàn)像素開(kāi)始,一直發(fā)展到600萬(wàn),,像素的提高已經(jīng)到了一個(gè)極限,。

在相同分辨率下,CMOS價(jià)格比CCD便宜,,但是CMOS器件產(chǎn)生的圖像質(zhì)量相比CCD來(lái)說(shuō)要低一些,。到目前為止,市面上絕大多數(shù)的消費(fèi)級(jí)別以及高端數(shù)碼相機(jī)都使用CCD作為感應(yīng)器,;CMOS感應(yīng)器則作為低端產(chǎn)品應(yīng)用于一些攝像頭上,,若有哪家攝像頭廠商生產(chǎn)的攝像頭使用CCD感應(yīng)器,廠商一定會(huì)不遺余力地以其作為賣點(diǎn)大肆宣傳,,甚至冠以“數(shù)碼相機(jī)”之名。一時(shí)間,,是否具有CCD感應(yīng)器變成了人們判斷數(shù)碼相機(jī)檔次的標(biāo)準(zhǔn)之一,。


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