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《ccd傳感器工作原理》由會(huì)員上傳分享,免費(fèi)在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、先問問DX們一個(gè)問題,你認(rèn)為多高像素、多大尺寸的DC能與銀鹽膠片水平一樣?回答:在目前及未來的單CCD圖像傳感器的DC產(chǎn)品,永遠(yuǎn)不會(huì)有與銀鹽膠片水平一樣的產(chǎn)品。用傳統(tǒng)相機(jī)的色友們可以高興一下了!為什么?因?yàn)椋掌覀儾还庠诤跛?..先問問DX們一個(gè)問題,你認(rèn)為多高像素、多大尺寸的DC能與銀鹽膠片水平一樣?回答:在目前及未來的單CCD圖像傳感器的DC產(chǎn)品,永遠(yuǎn)不會(huì)有與銀鹽膠片水平一樣的產(chǎn)品。用傳統(tǒng)相機(jī)的色友們可以高興一下了!為什么??????因?yàn)?,照片我們不光在乎它的分辨率,我想DX最在乎的是色彩吧!對(duì)色彩還
2、原及表現(xiàn)力。而單CCD從基本工作原理上就無法百分之百的采集到映在它感光面上的色彩,而銀鹽膠片能百分百記錄映在它上面的所有色彩和光線(注意,我這里說的色彩是人眼能看到的,不是說看不到的,看不到的銀鹽膠片也大多采集不到)。為了讓大家明的我說的,我先從CCD的工作原理說起:CCD的全稱“ChargeCoupledDevice”意即電荷耦合器件,一種特殊的半導(dǎo)體。因研究和制造的技術(shù)含量頗高,故沒幾個(gè)廠能生產(chǎn),能力最強(qiáng)產(chǎn)量較大的CCD品牌只有柯達(dá)、索尼、飛利浦三個(gè)。CCD圖像傳感器由三層組成:第一層,微鏡頭;第二層,
3、濾色片;第三層,感光元件。CCD圖像傳感器的每一個(gè)感光元件由一個(gè)光電二極管和控制相鄰電荷的存儲(chǔ)單元組成(我在上篇說過)光電管當(dāng)然是捕捉光子用的,它將光子轉(zhuǎn)化成電子,收集到的光線越強(qiáng)產(chǎn)生的電子數(shù)量就越多,電子信號(hào)強(qiáng)了當(dāng)然就越容易被記錄而越不容易丟失,圖像細(xì)節(jié)就更豐富了。所以要想讓圖像好,光電管的感光部份就要做得大。光電管做大點(diǎn)不是就能吸收到更多光線了嗎?這是個(gè)好方法。一片2/3英寸的CCD做成400萬像素,那每個(gè)光電管都會(huì)比一片2/3英寸的CCD做成500萬像素的光電管大。圖像質(zhì)理當(dāng)然就好。可高像素是發(fā)展方向
4、,怎么讓500萬像素的2/3英寸CCD出來的圖像好過400萬像素的2/3英寸CCD出來的圖像呢?這里要提出開口率這個(gè)概念:一個(gè)光電管不可能全部地方都可以吸收光子,當(dāng)感光元件按面陣(矩陣)方式排列(也就是象國(guó)際象棋棋盤一樣方方正正的排列)組成完整的像素陣列時(shí),光電管的感光部份都面向光線射入處的。但是光電管不能把面向光線射入處都做成感光部份,真正能感光部分的面積只是光電管面向光線射入處部份面積的60%-90%,這就是所謂的開口率。開口率越高感光面積就越大光電管采集的光就越多。制造工藝好的大公司出品的CCD,因?yàn)?/p>
5、開口率高圖像品質(zhì)就更好。所以500萬像素的2/3英寸CCD中的感光元件只要提高了開品率,那么它的感光面積就可以做到于400萬像素的2/3英寸CCD的感光面積相同或更高。加上更高的像素。圖像當(dāng)然好過400萬像素的2/3英寸的CCD了。但在開品率相同的情況下,因?yàn)?00萬像素的2/3英寸CCD的光電管比500萬像素的2/3英寸CCD大,那么每個(gè)光電管的感光面積就大了,成像質(zhì)量就會(huì)高于500萬像素的2/3英寸CCD。所以在這里勸大家買DC時(shí)要注意CCD尺寸。在制造工藝上,開品率每有一次重大突破,那CCD就升一代,
6、所以CCD也分代呢。不過這是CCD技術(shù)發(fā)展早期的情況。因?yàn)殚_口率再怎么做也做不到100%,光電管的感光面積永遠(yuǎn)無法等于光電管面向光線射入處的實(shí)際面積。所以在開口率上面是無法更上一步了。那怎么再次提高感光面積呢?索尼最先想出了解決辦法:在每個(gè)光電管上安裝一個(gè)微鏡片。把更多的光聚進(jìn)來。這樣感光面積就由微鏡片來決定了。微鏡片的發(fā)展決定CCD的品質(zhì)了。大家注意沒有,上面我只提到光線而沒談色彩,這是因?yàn)镃CD的感光元件天生是個(gè)色盲。只能記錄光線的強(qiáng)弱而不能記錄色彩。(注意,這也是它到今天也比不過銀鹽膠片的重要原因?。?/p>
7、大家有用Photoshop這個(gè)軟件嗎?知道它里面有通道這一項(xiàng)嗎?大家可以看看Photoshop的通道。紅、綠、藍(lán)三個(gè)通道。大家只看一個(gè)通道,發(fā)現(xiàn)它是黑白的。這是因?yàn)?,在每個(gè)顏色通道里只記錄該顏色的強(qiáng)弱。三原色的強(qiáng)弱都記錄下來了合在起,就成了有色彩的圖像了。CCD也用了這個(gè)原理。于是就在感光元件上加了一層濾色片。這個(gè)濾色片怎么用呢?對(duì)于3CCD系統(tǒng)來說,很簡(jiǎn)單。濾掉綠、藍(lán),只把紅留下來,那這片CCD上記錄下來的光線強(qiáng)弱就是紅光的了。濾掉紅、藍(lán),那這片CCD上記錄下來的光線強(qiáng)弱就是綠光的。藍(lán)光的也相同。3片記錄
8、下三種光線的強(qiáng)弱,也就是三原色的色彩通道了。合在一起完美的圖像就出來了。這里要很強(qiáng)調(diào)一個(gè)問題:聰明的朋友一定會(huì)想到,一束光進(jìn)入相機(jī)照在3塊CCD上,而每個(gè)CCD只占全部CCD面積的三分之一,那不是就等于這塊CCD只記錄了所有光的三分之一。如果它記錄紅光,它也只記錄到所有紅光的三分之一。而另兩塊CCD根本不記錄紅光。那不說3CCD總面積的紅光被記丟了三分之二,那不是色彩丟失了?那這叫什么完美記錄呀!說得對(duì),所以相機(jī)