數碼機相中的CCD是什么意思

CCD——英文Charge Couple Device的縮寫(xiě)，中文名稱(chēng)“電荷耦合器件”。

??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體材料制成，能把光線(xiàn)轉變成電荷，通過(guò)模數轉換器芯片轉換成數字信號，數字信號經(jīng)過(guò)壓縮以后由相機內部的閃速存儲器或內置硬盤(pán)卡保存，因而可以輕而易舉地把數據傳輸給計算機，并借助于計算機的處理手段，根據需要和想像來(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CCD表面受到光線(xiàn)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)生的信號加在一起，就構成了一幅完整的畫(huà)面。

CCD

CCD和傳統底片相比，CCD 更接近于人眼對視覺(jué)的工作方式。

??只不過(guò)，人眼的視網(wǎng)膜是由負責光強度感應的桿細胞和色彩感應的錐細胞，分工合作組成視覺(jué)感應。 CCD經(jīng)過(guò)長(cháng)達35年的發(fā)展，大致的形狀和運作方式都已經(jīng)定型。CCD 的組成主要是由一個(gè)類(lèi)似馬賽克的網(wǎng)格、聚光鏡片以及墊于最底下的電子線(xiàn)路矩陣所組成。目前有能力生產(chǎn) CCD 的公司分別為：SONY、Philips、Kodak、Matsushita、Fuji和Sharp，大半是日本廠(chǎng)商。

CCD 結構

CCD 結構

目前主要有兩種類(lèi)型的CCD光敏元件，分別是線(xiàn)性CCD和矩陣性CCD。線(xiàn)性CCD用于高分辨率的靜態(tài)照相機，它每次只拍攝圖象的一條線(xiàn)，這與平板掃描儀掃描照片的方法相同。這種CCD精度高，速度慢，無(wú)法用來(lái)拍攝移動(dòng)的物體，也無(wú)法使用閃光燈。

CCD特點(diǎn)

矩陣式CCD，它的每一個(gè)光敏元件代表圖象中的一個(gè)像素，當快門(mén)打開(kāi)時(shí)，整個(gè)圖象一次同時(shí)曝光。通常矩陣式CCD用來(lái)處理色彩的方法有兩種。一種是將彩色濾鏡嵌在CCD矩陣中，相近的像素使用不同顏色的濾鏡。典型的有G-R-G-B和C-Y-G-M兩種排列方式。

??這兩種排列方式成像的原理都是一樣的。在記錄照片的過(guò)程中，相機內部的微處理器從每個(gè)像素獲得信號，將相鄰的四個(gè)點(diǎn)合成為一個(gè)像素點(diǎn)。該方法允許瞬間曝光，微處理器能運算地非?？?。這就是大多數數碼相機CCD的成像原理。因為不是同點(diǎn)合成，其中包含著(zhù)數學(xué)計算，因此這種CCD最大的缺陷是所產(chǎn)生的圖象總是無(wú)法達到如刀刻般的銳利。

CMOS

互補性氧化金屬半導體CMOS（Complementary Metal-Oxide Semiconductor）和CCD一樣同為在數碼相機中可記錄光線(xiàn)變化的半導體。CMOS的制造技術(shù)和一般計算機芯片沒(méi)什么差別，主要是利用硅和鍺這兩種元素所做成的半導體，使其在CMOS上共存著(zhù)帶N（帶–電） 和 P（帶+電）級的半導體，這兩個(gè)互補效應所產(chǎn)生的電流即可被處理芯片紀錄和解讀成影像。

??然而，CMOS的缺點(diǎn)就是太容易出現雜點(diǎn), 這主要是因為早期的設計使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)熱的現象。

CMOS特點(diǎn)

除了CCD和CMOS之外，還有富士公司獨家推出的SUPER CCD，SUPER CCD并沒(méi)有采用常規正方形二極管，而是使用了一種八邊形的二極管，像素是以蜂窩狀形式排列，并且單位像素的面積要比傳統的CCD大。

??將像素旋轉45度排列的結果是可以縮小對圖像拍攝無(wú)用的多余空間，光線(xiàn)集中的效率比較高，效率增加之后使感光性、信噪比和動(dòng)態(tài)范圍都有所提高。

傳統CCD中的每個(gè)像素由一個(gè)二極管、控制信號路徑和電量傳輸路徑組成。SUPER CCD采用蜂窩狀的八邊二極管，原有的控制信號路徑被取消了，只需要一個(gè)方向的電量傳輸路徑即可，感光二極管就有更多的空間。

??SUPER　CCD在排列結構上比普通CCD要緊密，此外像素的利用率較高，也就是說(shuō)在同一尺寸下，SUPER CCD的感光二極管對光線(xiàn)的吸收程度也比較高，使感光度、信噪比和動(dòng)態(tài)范圍都有所提高。

那為什么SUPER CCD的輸出像素會(huì )比有效像素高呢？我們知道CCD對綠色不很敏感，因此是以G－B－R－G來(lái)合成。

??各個(gè)合成的像素點(diǎn)實(shí)際上有一部分真實(shí)像素點(diǎn)是共用，因此圖象質(zhì)量與理想狀態(tài)有一定差距，這就是為什么一些高端專(zhuān)業(yè)級數碼相機使用3CCD分別感受RGB三色光的原因。而SUPER　CCD通過(guò)改變像素之間的排列關(guān)系，做到了R、G、B像素相當，在合成像素時(shí)也是以三個(gè)為一組。

??因此傳統CCD是四個(gè)合成一個(gè)像素點(diǎn)，其實(shí)只要三個(gè)就行了，浪費了一個(gè)，而SUPER CCD就發(fā)現了這一點(diǎn)，只用三個(gè)就能合成一個(gè)像素點(diǎn)。也就是說(shuō)，CCD每4個(gè)點(diǎn)合成一個(gè)像素，每個(gè)點(diǎn)計算4次；SUPER CCD每3個(gè)點(diǎn)合成一個(gè)像素，每個(gè)點(diǎn)也是計算4次，因此SUPER CCD像素的利用率較傳統CCD高，生成的像素就多了。