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CCD与CMOS相关技术浅释

[2008-05-03]  中国摄影网   责任编辑:ansel   

     
    我们常常会注意到在某些厂牌的摄影机上会出现3xCCD与3xCMOS的标签、而某些大型厂商也积极教育消费大众在某方面的直接观点就认为3xCCD或3xCMOS的摄影机对于画质上也是最好的!而最近在DSLR部份也有部份厂商强调自己的技术是X3CMOS或者是SUPER CCD..等等的技术。但是3个CCD或CMOS与3原色单CCD等的技术有何差别?是我们今天特开此篇文章所要探询的重点!

CCD的简介

 

    电荷耦合组件 (CCD,Charge-coupled Device)是一种集成电路,上有许多排列整齐的电容,能感应光线,并将影像转变成数字讯号。经由外部电路的控制,每个小电容能将其所带的电荷转给它相邻的电容。CCD广泛应用在数字摄影、天文学,尤其是光学遥测技术、光学与频谱望远镜,和高速摄影技术如Lucky imaging。


    CCD的原理简单,我们可以把它想象成一个没有盖子的记忆芯片。光子在接触这些记忆单元后产生电子(光电效应),因此光子的数量与电子的数量是成比例的。但光子的波长在这一过程中无法转换为电子,因此CCD芯片无法识别颜色。

CMOS的简介


    互补式金属-氧化层-半导体(Complementary Metal-Oxide-Semiconductor,CMOS,简称互补式金氧半导体)是一种集成电路制程,可在硅晶圆上制作出PMOS(P-channel MOSFET)和NMOS(N-channel MOSFET)组件,由于PMOS与NMOS在特性上为互补性,因此称为CMOS。此制程可用来制作微处理器(microprocessor), 微控制器(microcontroller),静态随机存取内存(SRAM)与其它数字逻辑电路。


    所谓的「金属-氧化层-半导体」事实上是反映早期场效晶体管(Field-Effect Transistor, FET)的闸极(gate electrode)是由一层金属覆盖在一层绝缘体材料(如二氧化硅)所形成。今日的金氧半场效晶体管(MOSFET)组件多已采用多晶硅(polysilicon)作为其闸极的材料,但即便如此,「金氧半」(MOS)仍然被用在现在的组件与制程名称当中。


    在今日,CMOS制程经常也被用来当作数字影像器材的感光组件使用,尤其是片幅规格较大的数字单眼相机。虽然在用途上与过去CMOS电路主要作为韧体或计算工具的用途非常不同,但基本上它仍然是采取CMOS的制程,只是将纯粹逻辑运算的功能转变成接收外界光线后转化为电能,再透过芯片上的数字─模拟转换器(ADC)将获得的影像讯号转变为数字讯号输出。

应用

    一般的数字相机是将Bayer滤镜加装在CCD或CMOS上。每四个像素形成一个单元,一个负责过滤红色、一个过滤蓝色,两个过滤绿色(因为人眼对绿色比较敏感)。结果每个像素都接收到感光讯号,但色彩分辨率不如感光分辨率。

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