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照相机成像原理
通俗的讲
数码相机采用电子元器件成
像而非胶卷
——
这是数码相机
与传统相
机最本质的区别所在。数码相机的成像器件主要分
为两类：
CCD
——
英文
Charge Couple Device
的缩写，中文名称
“
电
荷耦合器件
”
< br>。
CMOS
——
英文
Complementary Metal-Oxide Semic
onductor
的缩写，中文
名称为
“
互补金属氧化物半导体
”
。
一、
1
：
CCD
是目前主流的成像器件，主要分为：
（
1
）
R-G
-B
原色
CCD
：
这是数码相机上应用的最多的
CCD
。
（
2
）
C-Y-G-M
补色
CCD
：
早些时候尼康部分数码相机使用
过这种补色
C
CD
。
（
3
）
R-G-B-E
四色
CCD
：这是索尼最新发布的
CCD
，它
比
RGB
原色
CCD
多出一个
E
（
Emerale,
翠绿）的颜色。
2
：
Super CCD
：是日本富士公司的专利技术，中文名称为
超级
CC
D
，由
CCD
演变而成，目前已经发展
到第
4
代。
3
：
CMOS
：作为数码相机成像器
件出现的时间并不长，但
发展却非常迅速，大有与
CCD
分庭抗争之势，其基本结构
中的像素排列方式与
R-G-B
原色
CCD
并没有本质差
别。佳
能是
CMOS
阵营的主要支持者
。
二、数码相机是怎样成像的？
a)
光线透过镜头投射到感光元件表层；
b)
光线被感光元件表层上滤镜分解成不同的色光；
c)
色光被各滤镜相对应的感光单元感知，
< br>并产生不同强度的
模拟电流信号，
再由感光元件的电路将
这些信号收集起来；
d)
模拟信号通过数模转换器转换成为数字信号，再由
DSP
对这些信号进行处理，还原成为数字影象；
e)
数字影象再被传输到存储卡上保存起来。
三、
CCD
有何特点？
CCD
技术成熟，成像质量好，毕竟它是现在应用的最广
泛的成像元件
，但它也有其缺点：
1
）
耗电量
大。早期的数码相机有
“
电老虎
”
的
“
美誉
”
，主要原
因之一便来自
CCD
。
虽然现在采用低温多晶硅显示屏等低能
耗的部件在一
定程度上降低了相机的功率，但
CCD
依然是
< br>数码相机的耗电大户
——
CCD
从数码相机一开机便随时保
持着工作状态，更是无谓地消耗大量的电能。
2
）
< br>工艺复杂，成本较高。
CCD
复杂的结构决定了它制造工
艺的复杂性，
因而到目前为止，
CCD
还只有为数不多的几家
电子产业巨头能生产。
< br>
3
）
像素提升难度大。
CCD
前两个缺点也直接导致了这一个<
/p>
缺点，
CCD
像素提升无非是通过两个途
径：
第一，
保持感光
元件单位面积不变
而增大
CCD
面积，
在大面积
CCD
上集成
更多的感光元件。但是这种方式会
导致
CCD
成品率降低，
制造成本更高
，
功耗更大，
在民用领域这是不现实的；
第二，
缩小感光元件单位面积，在现有水平的
CCD
面积上集成更
多感光元件。但是这种方法会减少感光元件的单位感光面积
，
降低
CCD
整体的灵敏度和动态范围
，影响画质。
四、
CMOS
有何特点？
CMO
S
在最近几年的发展速度相当不错，大有与
CCD
分
庭抗争之势
——
就连目前
最顶级的
DSLR
（单镜头反光数码
相
机）柯达（
Kodak
）
DCS
14n
与佳能
(Canon) EOS 1Ds
均是采用
CMOS
成像。
相比
CCD
< br>，
CMOS
有两个最突出的优点：
1
）
价格低廉，制造工艺简单。
CMOS
可以利用普通半导体
生产线进行生产，不象
CCD
那样要求特殊的
生产工艺，所
以制造成本低得多。而且
CMOS
尺寸与成品率都不如
CCD
有很多限制。
2
）
< br>耗电量低。虽然
CMOS
的滤镜布局与
< br>CCD
差别不大，
但在感光单元的电路结构上却有很大差
别。
CMOS
每个感光
元件都具备独立
的电荷
/
电压转换电路，
可将光电转换
后的电
信号独立放大输出
——
这比起<
/p>
CCD
将所有的信号全部收集
起来再放大
输出，速度快了很多。而且
CMOS
的感光元件
只在感光成像时才会工作，所以比
CCD
更省电。但<
/p>
CMOS
同样存在缺点，如果在使用数码相机时成像动作较多，那
么
CMOS
在频繁的启动过程中会因为多变的电流而产生热量，
导致杂波并影响画质。
五、
怎样理解成像元件的基本参数？
成像
元件是数码相机的核心，因而正确认识它的一些重要的
参数是很必要的，这对了解数码相
机的基本性能、如何选购
数码相机都能带来不少帮助。
总像素
——
< br>总像素是指数码相机成像元件上成像单元的
数量，总像素为
524
万的
CCD
，就表示其上集成
有
524
万
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