ccd圖像傳感器，CCD圖像傳感器的原理及應(yīng)用

來(lái)源：整理時(shí)間：2023-08-26 07:04:02 編輯：智能門(mén)戶手機(jī)版

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1，CCD圖像傳感器的原理及應(yīng)用
2，什么叫CCD
3，CCD圖像傳感器的介紹
4，什么是CCD
5，急急什么是CCD影像感應(yīng)器
6，什么是CCD傳感器

1，CCD圖像傳感器的原理及應(yīng)用

CCD是一種半導(dǎo)體器件，能夠把光學(xué)影像轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)。 CCD上植入的微小光敏物質(zhì)稱(chēng)作像素（Pixel）。一塊CCD上包含的像素?cái)?shù)越多，其提供的畫(huà)面分辨率也就越高。CCD的作用就像膠片一樣，但它是把圖像像素轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)。CCD上有許多排列整齊的電容，能感應(yīng)光線，并將影像轉(zhuǎn)變成數(shù)字信號(hào)。經(jīng)由外部電路的控制，每個(gè)小電容能將其所帶的電荷轉(zhuǎn)給它相鄰的電容。

CCD圖像傳感器的原理及應(yīng)用

2，什么叫CCD

CCD，英文全稱(chēng)：Charge-coupled Device，中文全稱(chēng)：電荷耦合元件?？梢苑Q(chēng)為CCD圖像傳感器。CCD是一種半導(dǎo)體器件，能夠把光學(xué)影像轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)。 CCD上植入的微小光敏物質(zhì)稱(chēng)作像素（Pixel）。一塊CCD上包含的像素?cái)?shù)越多，其提供的畫(huà)面分辨率也就越高。CCD的作用就像膠片一樣，但它是把圖像像素轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)。CCD上有許多排列整齊的電容，能感應(yīng)光線，并將影像轉(zhuǎn)變成數(shù)字信號(hào)。經(jīng)由外部電路的控制，每個(gè)小電容能將其所帶的電荷轉(zhuǎn)給它相鄰的電容。

什么叫CCD

3，CCD圖像傳感器的介紹

CCD圖像傳感器（Charged Coupled Device）于1969年在貝爾試驗(yàn)室研制成功，之后由日商等公司開(kāi)始量產(chǎn)，其發(fā)展歷程已經(jīng)將近30多年，從初期的10多萬(wàn)像素已經(jīng)發(fā)展至目前主流應(yīng)用的500萬(wàn)像素。CCD又可分為線型（Linear）與面型（Area）兩種，其中線型應(yīng)用于影像掃瞄器及傳真機(jī)上，而面型主要應(yīng)用于數(shù)碼相機(jī)（DSC）、攝錄影機(jī)、監(jiān)視攝影機(jī)等多項(xiàng)影像輸入產(chǎn)品上。

你好！就非專(zhuān)業(yè)類(lèi)的數(shù)碼相機(jī)來(lái)說(shuō)，當(dāng)然是ccd比cmos好。 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。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。市場(chǎng)上還有一些價(jià)格低廉的“疑似”數(shù)碼相機(jī)，實(shí)質(zhì)上是攝像頭改裝的所謂“數(shù)碼相機(jī)”，號(hào)稱(chēng)千萬(wàn)像素（實(shí)際上是通過(guò)軟件插值，不是真實(shí)像素）。其使用的感光元件就是低檔的cmos。但在數(shù)碼單反相機(jī)中，也有一些高端的的機(jī)型使用了新開(kāi)發(fā)出來(lái)的高動(dòng)態(tài)范圍cmos器件（像素內(nèi)電荷完全轉(zhuǎn)送技術(shù)、背照式cmos）。這一技術(shù)消除了對(duì)快門(mén)、光圈、自動(dòng)增益控制及伽瑪校正的需要，使之接近了ccd的成像質(zhì)量。另外由于cmos先天的可塑性，可以做出高像素的大型cmos感光器而成本卻不上升多少。

CCD圖像傳感器的介紹

4，什么是CCD

CCD是數(shù)碼相機(jī)鏡頭后面的光學(xué)傳感器，是數(shù)碼相機(jī)用來(lái)把光模擬信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)碼信號(hào)的電子元件，一般都有分尺寸大小的，而光學(xué)傳感器暫時(shí)分為CCD和CMOS兩種，一般家用相機(jī)用的是CCD傳感器，CCD傳感器一般比較小巧，像素密集而且成像比較細(xì)膩，占據(jù)著家用數(shù)碼照相機(jī)感光元件的絕大部分市場(chǎng)。而CMOS傳感器比較極端，一般的家用攝像頭（電腦、手機(jī)甚至MP4上那種攝像頭）用的就是低端的CMOS，CMOS造價(jià)便宜而且可以輕易地加入大量的像素點(diǎn)，但低端的CMOS成像非常差，可以說(shuō)是不如CCD的一半，這就是CCD可以壟斷家用數(shù)碼相機(jī)感光元件市場(chǎng)的原因！！而高端的CMOS感光元件是專(zhuān)業(yè)級(jí)別數(shù)碼相機(jī)的最?lèi)?ài)，專(zhuān)業(yè)單反機(jī)以及高清攝像機(jī)用的感光元件幾乎都以CMOS為主，高端的CMOS需要大量的制造工藝，可以把芯片制造得很大，里面分布著成像極為細(xì)膩的個(gè)體元件，造價(jià)不菲，專(zhuān)業(yè)級(jí)別相機(jī)使用CMOS元件的重大原因是因?yàn)槠涫‰娨约斑\(yùn)算速度快，制造得很巨大也不會(huì)造成恐怖的耗電和造成相機(jī)拍照速度減慢（一般CCD傳感器是1/2.5到1/1.6英寸大小，而單反相機(jī)用常用2英寸以上的巨型感光元件，感光元件大了對(duì)光線就更敏感更能出色地描繪圖像！這就是單反數(shù)碼相機(jī)機(jī)在同樣像素前提下畫(huà)質(zhì)比家用相機(jī)要好上那么多的根本原因?。。。?

相機(jī)中的成像感光元件

簡(jiǎn)單的說(shuō)就是一個(gè)成像的元器件。

和你沒(méi)關(guān)系就行了

影象處理器

CCD就是成像管理器

5，急急什么是CCD影像感應(yīng)器

CCD：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(pán)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，通常以百萬(wàn)像素為單位。當(dāng)CCD表面受到光線照射時(shí)，每個(gè)感光單位會(huì)將電荷反映在組件上，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。CMOS：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。CMOS的制造技術(shù)和一般計(jì)算機(jī)芯片沒(méi)什么差別，主要是利用硅和鍺這兩種元素所做成的半導(dǎo)體，使其在CMOS上共存著帶N（帶–電）和 P（帶+電）級(jí)的半導(dǎo)體，這兩個(gè)互補(bǔ)效應(yīng)所產(chǎn)生的電流即可被處理芯片紀(jì)錄和解讀成影像。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。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。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)的攝想頭使用CCD感應(yīng)器，廠商一定會(huì)不遺余力地以其作為賣(mài)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。CMOS影像傳感器的優(yōu)點(diǎn)之一是電源消耗量比CCD低，CCD為提供優(yōu)異的影像品質(zhì)，付出代價(jià)即是較高的電源消耗量，為使電荷傳輸順暢，噪聲降低，需由高壓差改善傳輸效果。但CMOS影像傳感器將每一畫(huà)素的電荷轉(zhuǎn)換成電壓，讀取前便將其放大，利用3.3V的電源即可驅(qū)動(dòng)，電源消耗量比CCD低。 CMOS影像傳感器的另一優(yōu)點(diǎn)，是與周邊電路的整合性高，可將ADC與訊號(hào)處理器整合在一起，使體積大幅縮小。

6，什么是CCD傳感器

簡(jiǎn)而言之~~ 就是數(shù)碼相機(jī)的感光元件，數(shù)碼相機(jī)成像的最基本零件。數(shù)碼相機(jī)性能評(píng)價(jià)的一大重要標(biāo)準(zhǔn)就是CCD的面積，面積越大，成像的畫(huà)質(zhì)越高現(xiàn)在市面上一兩千左右的相機(jī)CCD基本上采用的都是1/2.5—————1/1.8的CCD,價(jià)格各異~有必要可根據(jù)需要選擇！（這里僅指采用CCD感光元件的相機(jī)，當(dāng)然還有其他類(lèi)型的）

CCD 上感光組件的表面具有儲(chǔ)存電荷的能力，并以矩陣的方式排列。當(dāng)其表面感受到光線時(shí)，會(huì)將電荷反應(yīng)在組件上，整個(gè)CCD上的所有感光組件所產(chǎn)生的信號(hào)，就構(gòu)成了一個(gè)完整的畫(huà)面。如果分解CCD，你會(huì)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(jī)成像的關(guān)鍵是在于其感光層，為了擴(kuò)展CCD的采光率，必須擴(kuò)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(huà)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?yàn)閭鞲衅鞯拈_(kāi)口面積而決定，而改由微型鏡片的表面積來(lái)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(gè)則是CMYK補(bǔ)色分色法這兩種方法各有優(yōu)缺點(diǎn)。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(lèi)眼鏡可以識(shí)別的顏色，都可以通過(guò)紅、綠和藍(lán)來(lái)組成，而RGB三個(gè)字母分別就是 Red, Green和Blue，這說(shuō)明RGB分色法是通過(guò)這三個(gè)通道的顏色調(diào)節(jié)而成。再說(shuō)CMYK，這是由四個(gè)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(lái)的顏色不及RGB的多。原色CCD的優(yōu)勢(shì)在于畫(huà)質(zhì)銳利，色彩真實(shí)，但缺點(diǎn)則是噪聲問(wèn)題。因此，大家可以注意，一般采用原色CCD的數(shù)碼相機(jī)，在ISO感光度上多半不會(huì)超過(guò)400。相對(duì)的，補(bǔ)色CCD多了一個(gè)Y黃色濾色器，在色彩的分辨上比較仔細(xì)，但卻犧牲了部分影像的分辨率，而在ISO值上，補(bǔ)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(fù)責(zé)將穿過(guò)濾色層的光源轉(zhuǎn)換成電子信號(hào)，并將信號(hào)傳送到影像處理芯片，將影像還原。傳統(tǒng)的照相機(jī)膠卷尺寸為35mm，35mm 為對(duì)角長(zhǎng)度，35mm膠卷的感光面積為36 x 24mm。換算到數(shù)碼相機(jī)，對(duì)角長(zhǎng)度約接近 35mm的，CCD/CMOS尺寸越大。在單反數(shù)碼相機(jī)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(dá)到23.7 x 15.6，比起消費(fèi)級(jí)數(shù)碼相機(jī)要大很多，而佳能的 EOS-1Ds的CMOS尺寸為36 x 24mm，達(dá)到了35mm的面積，所以成像也相對(duì)較好。現(xiàn)在市面上的消費(fèi)級(jí)數(shù)碼相機(jī)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(wàn)像素相機(jī)效果通常好于 1/2.7英寸的400萬(wàn)像素相機(jī) (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(huì)導(dǎo)致單個(gè)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(shí)想維持現(xiàn)有的圖像質(zhì)量，就必須在至少維持單個(gè)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(jī)，價(jià)格也較高。感光器件的大小直接影響數(shù)碼相機(jī)的體積重量。超薄、超輕的數(shù)碼相機(jī)一般CCD/CMOS尺寸也小，而越專(zhuān)業(yè)的數(shù)碼相機(jī)， CCD/CMOS尺寸也越大。

簡(jiǎn)單說(shuō)就是感光元件，相當(dāng)于傳統(tǒng)相機(jī)的膠卷，把光信號(hào)轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號(hào)。面積越大越好，即1/1.8的好于1/2.5的。

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