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圖象傳感器,圖象傳感器的分類(lèi),圖象傳感器參數(shù)指標(biāo)等
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圖象傳感器,圖象傳感器的分類(lèi),圖象傳感器參數(shù)指標(biāo)等  2011/10/3

目錄

  • 圖象傳感器的定義
  • 圖象傳感器的原理
  • 圖象傳感器的尺寸
  • 圖象傳感器的特點(diǎn)
  • 圖象傳感器的功能及應(yīng)用
圖象傳感器

圖象傳感器的定義

  • 圖象傳感器是能感受光學(xué)圖像信息并轉(zhuǎn)換成可用輸出信號(hào)的傳感器。

圖象傳感器的原理

  •       無(wú)論是CCD還是CMOS,它們都采用感光元件作為影像捕獲的基本手段,CCD/CMOS感光元件的核心都是一個(gè)感光二極管(photodiode),該二極管在接受光線照射之后能夠產(chǎn)生輸出電流,而電流的強(qiáng)度則與光照的強(qiáng)度對(duì)應(yīng)。但在周邊組成上,CCD的感光元件與CMOS的感光元件并不相同,前者的感光元件除了感光二極管之外,包括一個(gè)用于控制相鄰電荷的存儲(chǔ)單元,感光二極管占據(jù)了絕大多數(shù)面積—換一種說(shuō)法就是,CCD感光元件中的有效感光面積較大,在同等條件下可接收到較強(qiáng)的光信號(hào),對(duì)應(yīng)的輸出電信號(hào)也更明晰。而CMOS感光元件的構(gòu)成就比較復(fù)雜,除處于核心地位的感光二極管之外,它還包括放大器與模數(shù)轉(zhuǎn)換電路,每個(gè)像點(diǎn)的構(gòu)成為一個(gè)感光二極管和三顆晶體管,而感光二極管占據(jù)的面積只是整個(gè)元件的一小部分,造成CMOS傳感器的開(kāi)口率遠(yuǎn)低于CCD(開(kāi)口率:有效感光區(qū)域與整個(gè)感光元件的面積比值);這樣在接受同等光照及元件大小相同的情況下,CMOS感光元件所能捕捉到的光信號(hào)就明顯小于CCD元件,靈敏度較低;體現(xiàn)在輸出結(jié)果上,就是CMOS傳感器捕捉到的圖像內(nèi)容不如CCD傳感器來(lái)得豐富,圖像細(xì)節(jié)丟失情況嚴(yán)重且噪聲明顯,這也是早期CMOS傳感器只能用于低端場(chǎng)合的一大原因。CMOS開(kāi)口率低造成的另一個(gè)麻煩在于,它的像素點(diǎn)密度無(wú)法做到媲美CCD的地步,因?yàn)殡S著密度的提高,感光元件的比重面積將因此縮小,而CMOS開(kāi)口率太低,有效感光區(qū)域小得可憐,圖像細(xì)節(jié)丟失情況會(huì)愈為嚴(yán)重。因此在傳感器尺寸相同的前提下,CCD的像素規(guī)?偸歉哂谕瑫r(shí)期的CMOS傳感器,這也是CMOS長(zhǎng)期以來(lái)都未能進(jìn)入主流數(shù)碼相機(jī)市場(chǎng)的重要原因之一。

      每個(gè)感光元件對(duì)應(yīng)圖像傳感器中的一個(gè)像點(diǎn),由于感光元件只能感應(yīng)光的強(qiáng)度,無(wú)法捕獲色彩信息,因此必須在感光元件上方覆蓋彩色濾光片。在這方面,不同的傳感器廠商有不同的解決方案,最常用的做法是覆蓋RGB紅綠藍(lán)三色濾光片,以1:2:1的構(gòu)成由四個(gè)像點(diǎn)構(gòu)成一個(gè)彩色像素(即紅藍(lán)濾光片分別覆蓋一個(gè)像點(diǎn),剩下的兩個(gè)像點(diǎn)都覆蓋綠色濾光片),采取這種比例的原因是人眼對(duì)綠色較為敏感。而索尼的四色CCD技術(shù)則將其中的一個(gè)綠色濾光片換為翡翠綠色(英文Emerald,有些媒體稱為E通道),由此組成新的R、G、B、E四色方案。不管是哪一種技術(shù)方案,都要四個(gè)像點(diǎn)才能夠構(gòu)成一個(gè)彩色像素,這一點(diǎn)大家務(wù)必要預(yù)先明確。

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