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[原创]CCD 3CCD 与CMOS

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安防小学生

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发表于 2007-5-13 19:35:24 | 显示全部楼层 |阅读模式
什么是CCD?什么是3CCD? 与CMOS区别
! J" ?9 Z3 I) M, K
6 U4 i& z5 B# h* A. W0 ^CCD,是英文Charge Coupled Device 即电荷耦合器件的缩写,它是一种特殊半导体器件,上面有很多一样的感光元件,每个感光元件叫一个像素。CCD在摄像机里是一个极其重要的部件,它起到将光线转换成电信号的作用,类似于人的眼睛,因此其性能的好坏将直接影响到摄像机的性能。
" v% k J; o, `$ ]) ?2 \衡量CCD好坏的指标很多,有像素数量,CCD尺寸,灵敏度,信噪比等,其中像素数以及CCD尺寸是重要的指标。
6 r S* v1 T C7 ?0 ?1 g+ d; T像素数是指CCD上感光元件的数量。摄像机拍摄的画面可以理解为由很多个小的点组成,每个点就是一个像素。显然,像素数越多,画面就会越清晰,如果CCD没有足够的像素的话,拍摄出来的画面的清晰度就会大受影响,因此,理论上CCD的像素数量应该越多越好。但CCD像素数的增加会使制造成本以及成品率下降,而且在现行电视标准下,像素数增加到某一数量后,再增加对拍摄画面清晰度的提高效果变得不明显,一般而言八十万左右的像素数对拍摄动态画面已经足够了。
5 ]6 j5 f3 `/ T% P CCD尺寸是指CCD芯片的对角线尺寸,用英寸表示,如1/2吋,1/4吋等。一般说CCD尺寸越大越好,CCD尺寸越大其灵敏度就越高,在光线比较暗的时候拍摄的效果就比较好。但CCD尺寸越大,其成本就越高,而且相应的镜头尺寸也较大,不利于摄像机体积的减小。随着技术的发展,现在小尺寸的CCD其灵敏度也在不断地提高。
/ g' O2 ^+ C% G$ j! ?7 ~1 J 单CCD摄像机是指摄像机里只有一片CCD并用其进行亮度信号以及彩色信号的光电转换,其中色度信号是用CCD上的一些特定的彩色遮罩装置并结合后面的电路完成的。由于一片CCD同时完成亮度信号和色度信号的转换,因此难以两全,使得拍摄出来的图像在彩色还原上达不到专业水平很高的要求。为了解决这个问题,便出现了3CCD摄像机。
9 V" H: ^# a- e6 L3CCD,顾名思义,就是一台摄像机使用了3片CCD。我们知道,光线如果通过一种特殊的棱镜后,会被分为红,绿,蓝三种颜色,而这三种颜色就是我们电视使用的三基色,通过这三基色,就可以产生包括亮度信号在内的所有电视信号。如果分别用一片CCD接受一种颜色并转换为电信号,然后经过电路处理后产生图像信号,这样,就构成了一个3CCD系统。和单CCD相比,由于3CCD分别用3个CCD转换红,绿,蓝信号,拍摄出来的图像从彩色还原上要比单CCD来的自然,亮度以及清晰度也比单CCD好。但由于使用了三片CCD,3CCD摄像机的价格要比单CCD贵很多,同时镜头尺寸也较同尺寸的单CCD镜头大,所以只有专业用或高档的家用摄像机才会使用3CCD。
; [! {0 ^3 ^ u# T* z& Q8 dCCD:
1 Y. |" G% e% B/ y. |" v5 r4 _CCD(Charge Coupled Device)电荷藕合器件图像传感器,它使用一种高感光度的半导体材料制成,能把光线转变成电荷,通过模数转换器芯片转换成数字信号,数字信号经过压缩以后由相机内部的闪速存储器或内置硬盘卡保存,因而可以轻而易举地把数据传输给计算机,并借助于计算机的处理手段,根据需要和想像来修改图像。CCD由许多感光单位组成,通常以百万像素为单位。当CCD表面受到光线照射时,每个感光单位会将电荷反映在组件上,所有的感光单位所产生的信号加在一起,就构成了一幅完整的画面。
/ C' Z5 L, p3 x CMOS:
8 e: [$ h+ Q0 n g$ |9 ~互补性氧化金属半导体CMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor)和CCD一样同为在数码相机中可记录光线变化的半导体。CMOS的制造技术和一般计算机芯片没什么差别,主要是利用硅和锗这两种元素所做成的半导体,使其在CMOS上共存着带N(带–电) 和 P(带+电)级的半导体,这两个互补效应所产生的电流即可被处理芯片纪录和解读成影像。然而,CMOS的缺点就是太容易出现杂点, 这主要是因为早期的设计使CMOS在处理快速变化的影像时,由于电流变化过于频繁而会产生过热的现象。
& q6 f f$ X4 ]1 U+ ]& f5 R1 U CCD的优势在于成像质量好,但是由于制造工艺复杂,只有少数的厂商能够掌握,所以导致制造成本居高不下,特别是大型CCD,价格非常高昂。在相同分辨率下,CMOS价格比CCD便宜,但是CMOS器件产生的图像质量相比CCD来说要低一些。到目前为止,市面上绝大多数的消费级别以及高端数码相机都使用CCD作为感应器;CMOS感应器则作为低端产品应用于一些摄像头上,若有哪家摄像头厂商生产的摄想头使用CCD感应器,厂商一定会不遗余力地以其作为卖点大肆宣传,甚至冠以“数码相机”之名。一时间,是否具有CCD感应器变成了人们判断数码相机档次的标准之一。
4 r# w0 }+ a. g; KCMOS影像传感器的优点之一是电源消耗量比CCD低,CCD为提供优异的影像品质,付出代价即是较高的电源消耗量,为使电荷传输顺畅,噪声降低,需由高压差改善传输效果。但CMOS影像传感器将每一画素的电荷转换成电压,读取前便将其放大,利用3.3V的电源即可驱动,电源消耗量比CCD低。CMOS影像传感器的另一优点,是与周边电路的整合性高,可将ADC与讯号处理器整合在一起,使体积大幅缩小。
1 |. O3 Q. o$ g8 y3 ~
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安防大学生

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发表于 2007-5-13 19:50:55 | 显示全部楼层

re:受教 谢谢

受教 谢谢
只有事实才能证明一切
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发表于 2007-5-13 22:45:06 | 显示全部楼层

re:现在的SONY CCD的405AK,25...

现在的SONY CCD的405AK,255AK的难道是COMS吗,,现在常见用的不都是这些吗?
快乐生活
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安防小学生

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发表于 2007-6-7 06:23:05 | 显示全部楼层

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学习中
8 B! x# `- I1 Q {
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发表于 2007-6-13 20:19:43 | 显示全部楼层

re:那现在有些高端的专业数码相机用是CMOS...

那现在有些高端的专业数码相机用是CMOS的是怎么回事呀
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