数码成像原理

Author: Date: 2001年 33期

?牐犑胂嗷某上裨碛氪诚嗷薪洗蟮牟煌饫镉幸桓鍪胂嗷目蛲迹?见^33060102a^1),大家可以看到数码相机系统的组成。
  ?牐犜谑胂嗷校惫庀咄腹灯偷紺CD(Chagre Couled Device 电荷耦合器)后,CCD会将其转换为电子信号,再由A/D转换器变为数字信号,传到DSP上,最后储存于记录媒体中(见^33060102b^2)。在这个过程中,CCD占有非常重要的地位。
  ?牐犇壳按蟛糠质胂嗷褂玫母泄庠荂CD(见^33060102c^3),它是一种特殊的半导体材料,是由大量独立的光敏元件组成的,这些光敏元件通常是按矩阵排列的。光线透过镜头照射到CCD上,并被转换成电荷,每个元件上的电荷量取决于它所受到的光照强度。
  ?牐犓孀湃ツ昙涯芄痉⒉糆OS D30的专业级数码机身,人们的眼光又集中到了CMOS(金属氧化物半导体)影像传感器上。CMOS影像传感器过去有着信噪比小、分辨率低这些缺点,一直无法和CCD技术抗衡。但是现在CMOS的技术得到了长足的进步,已经可以商品化了。CMOS在微处理器、闪存和特定用途集成电路(ASIC)的半导体技术上占有绝对重要的地位。CMOS和CCD一样都可用来感受光线变化的半导体。CMOS主要是利用硅和锗这两种材料所做成的半导体,通过CMOS上带负电和带正电的晶体管来实现基本的功能的。这两个互补效应所产生的电流即可被处理芯片记录和解读成影像。
  ?牐燙MOS相对CCD最主要的优势就是非常省电。不像由二极管组成的CCD,CMOS电路几乎没有静态电量消耗,只有在电路接通时才有电量的消耗。这就使得CMOS的耗电量只有普通CCD的1/3左右,这有助于改善人们心目中数码相机是“电老虎”的不良印象。CMOS主要问题是在处理快速变化的影像时,由于电流变化过于频繁而过热。暗电流抑制得好问题就不大,如果抑制得不好就十分容易出现杂点。
  ?牐犝庵帜芎牡汀⒅圃煜喽匀菀椎母泄庑酒绻茉谟跋竦娜窭取⒍段У确矫嬖僮鼋徊降母慕嘈臗MOS是未来数码相机的发展方向。也许在不久的将来,在大部分中低档相机上使用的图像传感器将全部采用CMOS。