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CCD原理介紹

2011-11-01
關(guān)鍵詞: CCD

CCD的尺寸是說感光器件的面積大小,這里就包括了CCD和CMOS.感光器件的面積大小,CCD/CMOS面積越大,,捕獲的光子越多,,感光性能越好,信噪比越低,。CCD/CMOS是數(shù)碼相機用來感光成像的部件,,相當于光學(xué)傳統(tǒng)相機中的膠卷。

CCD上感光組件的表面具有儲存電荷的能力,,并以矩陣的方式排列,。當其表面感受到光線時,會將電荷反應(yīng)在組件上,,整個CCD上的所有感光組件所產(chǎn)生的信號,,就構(gòu)成了一個完整的畫面。

現(xiàn)在市面上的消費級數(shù)碼相機主要有2/3英寸,、1/1.8英寸,、1/2.7英寸、1/3.2英寸四種,。CCD/CMOS尺寸越大,,感光面積越大,成像效果越好,。1/1.8英寸的300萬像素相機效果通常好于1/2.7英寸的400萬像素相機(后者的感光面積只有前者的55%),。而相同尺寸的CCD/CMOS像素增加固然是件好事,但這也會導(dǎo)致單個像素的感光面積縮小,有曝光不足的可能,。但如果在增加CCD/CMOS像素的同時想維持現(xiàn)有的圖像質(zhì)量,,就必須在至少維持單個像素面積不減小的基礎(chǔ)上增大CCD/CMOS的總面積。目前更大尺寸CCD/CMOS加工制造比較困難,,成本也非常高,。因此,CCD/CMOS尺寸較大的數(shù)碼相機,,價格也較高,。感光器件的大小直接影響數(shù)碼相機的體積重量。超薄,、超輕的數(shù)碼相機一般CCD/CMOS尺寸也小,,而越專業(yè)的數(shù)碼相機,CCD/CMOS尺寸也越大,。

如果分解CCD,你會發(fā)現(xiàn)CCD的結(jié)構(gòu)為三層,,第一層是微型鏡頭,第二層是分色濾色片;以及第三層感光層。

  第一層微型鏡頭

  我們知道,,數(shù)碼相機成像的關(guān)鍵是在于其感光層,,為了擴展CCD的采光率,必須擴展單一像素的受光面積,。但是提高采光率的辦法也容易使畫質(zhì)下降,。這一層微型鏡頭就等于在感光層前面加上一副眼鏡。因此感光面積不再因為傳感器的開口面積而決定,,而改由微型鏡片的表面積來決定,。

  第二層是分色濾色片

  CCD的第二層是分色濾色片,目前有兩種分色方式,一是RGB原色分色法,,另一個則是CMYK補色分色法這兩種方法各有優(yōu)缺點,。首先,我們先了解一下兩種分色法的概念,,RGB即三原色分色法,,幾乎所有人類眼鏡可以識別的顏色,都可以通過紅,、綠和藍來組成,,而RGB三個字母分別就是Red,Green和Blue,這說明RGB分色法是通過這三個通道的顏色調(diào)節(jié)而成。再說CMYK,這是由四個通道的顏色配合而成,,他們分別是青(C),、洋紅(M)、黃(Y),、黑(K),。在印刷業(yè)中,,CMYK更為適用,但其調(diào)節(jié)出來的顏色不及RGB的多,。

  原色CCD的優(yōu)勢在于畫質(zhì)銳利,,色彩真實,但缺點則是噪聲問題,。因此,,大家可以注意,一般采用原色CCD的數(shù)碼相機,,在ISO感光度上多半不會超過400.相對的,,補色CCD多了一個Y黃色濾色器,在色彩的分辨上比較仔細,,但卻犧牲了部分影像的分辨率,,而在ISO值上,補色CCD可以容忍較高的感光度,,一般都可設(shè)定在800以上

  第三層:感光層

  CCD的第三層是感光片,這層主要是負責(zé)將穿過濾色層的光源轉(zhuǎn)換成電子信號,并將信號傳送到影像處理芯片,,將影像還原,。

  傳統(tǒng)的照相機膠卷尺寸為35mm,35mm為對角長度,35mm膠卷的感光面積為36x24mm.換算到數(shù)碼相機,,對角長度約接近35mm的,,CCD/CMOS尺寸越大。在單反數(shù)碼相機中,,很多都擁有接近35mm的CCD/CMOS尺寸,,例如尼康德D100,CCD/CMOS尺寸面積達到23.7x15.6,比起消費級數(shù)碼相機要大很多,而佳能的EOS-1Ds的CMOS尺寸為36x24mm,達到了35mm的面積,,所以成像也相對較好,。

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