數(shù)碼相機(jī)是CCD的好還是CMOS的好

更新時(shí)間:2015-10-21本文內(nèi)容轉(zhuǎn)載自互聯(lián)網(wǎng)
數(shù)碼相機(jī)采用電子元器件成像而非膠卷――這是數(shù)碼相機(jī)與傳統(tǒng)相機(jī)最本質(zhì)的區(qū)別所在。數(shù)碼相機(jī)的成像器件主要分為兩類:
CCD――英文Charge Couple Device的縮寫,中文名稱“電荷耦合器件”。

CMOS――英文Complementary Metal-Oxide Semiconductor的縮寫,中文名稱為“互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體”。

2、1)CCD是目前主流的成像器件,主要分為:
(1)R-G-B原色CCD:這是數(shù)碼相機(jī)上應(yīng)用的最多的CCD。
(2)C-Y-G-M補(bǔ)色CCD:早些時(shí)候尼康部分?jǐn)?shù)碼相機(jī)使用過(guò)這種補(bǔ)色CCD。
(3)R-G-B-E四色CCD:這是索尼最新發(fā)布的CCD,它比RGB原色CCD多出一個(gè)E(Emerale,翠綠)的顏色。

2)Super CCD:是日本富士公司的專利技術(shù),中文名稱為超級(jí)CCD,由CCD演變而成,目前已經(jīng)發(fā)展到第4代。

3)CMOS:作為數(shù)碼相機(jī)成像器件出現(xiàn)的時(shí)間并不長(zhǎng),但發(fā)展卻非常迅速,大有與CCD分庭抗?fàn)幹畡?shì),其基本結(jié)構(gòu)中的像素排列方式與R-G-B原色CCD并沒有本質(zhì)差別。佳能是CMOS陣營(yíng)的主要支持者。

4)Foveon X3:它的本質(zhì)也是CMOS,只是其結(jié)構(gòu)與CMOS有較大區(qū)別,目前最高像素達(dá)到500萬(wàn)。

3、數(shù)碼相機(jī)是怎樣成像的?
a) 光線透過(guò)鏡頭投射到感光元件表層;
b) 光線被感光元件表層上濾鏡分解成不同的色光;
c) 色光被各濾鏡相對(duì)應(yīng)的感光單元感知,并產(chǎn)生不同強(qiáng)度的模擬電流信號(hào),再由感光元件的電路將這些信號(hào)收集起來(lái);
d) 模擬信號(hào)通過(guò)數(shù)模轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成為數(shù)字信號(hào),再由 DSP對(duì)這些信號(hào)進(jìn)行處理,還原成為數(shù)字影象;
e) 數(shù)字影象再被傳輸?shù)酱鎯?chǔ)卡上保存起來(lái)。

4、 CCD有何特點(diǎn)?
CCD技術(shù)成熟,成像質(zhì)量好,畢竟它是現(xiàn)在應(yīng)用的最廣泛的成像元件,但它也有其缺點(diǎn):
1) 耗電量大。早期的數(shù)碼相機(jī)有“電老虎”的“美譽(yù)”,主要原因之一便來(lái)自CCD。雖然現(xiàn)在采用低溫多晶硅顯示屏等低能耗的部件在一定程度上降低了相機(jī)的功率,但CCD依然是數(shù)碼相機(jī)的耗電大戶――CCD從數(shù)碼相機(jī)一開機(jī)便隨時(shí)保持著工作狀態(tài),更是無(wú)謂地消耗大量的電能。
2) 工藝復(fù)雜,成本較高。CCD復(fù)雜的結(jié)構(gòu)決定了它制造工藝的復(fù)雜性,因而到目前為止,CCD還只有為數(shù)不多的幾家電子產(chǎn)業(yè)巨頭能生產(chǎn)。
3) 像素提升難度大。CCD前兩個(gè)缺點(diǎn)也直接導(dǎo)致了這一個(gè)缺點(diǎn),CCD像素提升無(wú)非是通過(guò)兩個(gè)途徑:第一,保持感光元件單位面積不變而增大CCD面積,在大面積CCD上集成更多的感光元件。但是這種方式會(huì)導(dǎo)致CCD成品率降低,制造成本更高,功耗更大,在民用領(lǐng)域這是不現(xiàn)實(shí)的;第二,縮小感光元件單位面積,在現(xiàn)有水平的CCD面積上集成更多感光元件。但是這種方法會(huì)減少感光元件的單位感光面積,降低CCD整體的靈敏度和動(dòng)態(tài)范圍,影響畫質(zhì)。

5、 CMOS有何特點(diǎn)?
CMOS在最近幾年的發(fā)展速度相當(dāng)不錯(cuò),大有與CCD分庭抗?fàn)幹畡?shì)――就連目前最頂級(jí)的DSLR(單鏡頭反光數(shù)碼相機(jī))柯達(dá)(Kodak)DCS 14n與佳能(Canon) EOS 1Ds均是采用CMOS成像。
相比CCD,CMOS有兩個(gè)最突出的優(yōu)點(diǎn):
1) 價(jià)格低廉,制造工藝簡(jiǎn)單。CMOS可以利用普通半導(dǎo)體生產(chǎn)線進(jìn)行生產(chǎn),不象CCD那樣要求特殊的生產(chǎn)工藝,所以制造成本低得多。而且CMOS尺寸與成品率都不如CCD有很多限制。
2) 耗電量低。雖然CMOS的濾鏡布局與CCD差別不大,但在感光單元的電路結(jié)構(gòu)上卻有很大差別。CMOS每個(gè)感光元件都具備獨(dú)立的電荷/電壓轉(zhuǎn)換電路,可將光電轉(zhuǎn)換后的電信號(hào)獨(dú)立放大輸出――這比起CCD將所有的信號(hào)全部收集起來(lái)再放大輸出,速度快了很多。而且CMOS的感光元件只在感光成像時(shí)才會(huì)工作,所以比CCD更省電。但CMOS同樣存在缺點(diǎn),如果在使用數(shù)碼相機(jī)時(shí)成像動(dòng)作較多,那么CMOS在頻繁的啟動(dòng)過(guò)程中會(huì)因?yàn)槎嘧兊碾娏鞫a(chǎn)生熱量,導(dǎo)致雜波并影響畫質(zhì)。
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