- CCD的結(jié)構(gòu)原理
- 第一層“微型鏡頭”
- 第二層是“分色濾色片”
- 第三層:感光層
說(shuō)到CCD的尺寸,其實(shí)是說(shuō)感光器件的面積大小,這里就包括了CCD和CMOS。感光器件的面積大小,CCD/CMOS面積越大,捕獲的光子越多,感光性能越好,信噪比越低。CCD/CMOS是數(shù)碼相機(jī)用來(lái)感光成像的部件,相當(dāng)于光學(xué)傳統(tǒng)相機(jī)中的膠卷。
CCD上感光組件的表面具有儲(chǔ)存電荷的能力,并以矩陣的方式排列。當(dāng)其表面感受到光線時(shí),會(huì)將電荷反應(yīng)在組件上,整個(gè)CCD上的所有感光組件所產(chǎn)生的信號(hào),就構(gòu)成了一個(gè)完整的畫(huà)面。
如果分解CCD,你會(huì)發(fā)現(xiàn)CCD的結(jié)構(gòu)為三層,第一層是“微型鏡頭”,第二層是“分色濾色片”以及第三層“感光層”。
第一層“微型鏡頭”
我們知道,數(shù)碼相機(jī)成像的關(guān)鍵是在于其感光層,為了擴(kuò)展CCD的采光率,必須擴(kuò)展單一像素的受光面積。但是提高采光率的辦法也容易使畫(huà)質(zhì)下降。這一層“微型鏡頭”就等于在感光層前面加上一副眼鏡。因此感光面積不再因?yàn)閭鞲衅鞯拈_(kāi)口面積而決定,而改由微型鏡片的表面積來(lái)決定。
第二層是“分色濾色片”
CCD的第二層是“分色濾色片”,目前有兩種分色方式,一是RGB原色分色法,另一個(gè)則是CMYK補(bǔ)色分色法這兩種方法各有優(yōu)缺點(diǎn)。首先,我們先了解一下兩種分色法的概念,RGB即三原色分色法,幾乎所有人類(lèi)眼鏡可以識(shí)別的顏色,都可以通過(guò)紅、綠和藍(lán)來(lái)組成,而RGB三個(gè)字母分別就是Red,Green和Blue,這說(shuō)明RGB分色法是通過(guò)這三個(gè)通道的顏色調(diào)節(jié)而成。再說(shuō)CMYK,這是由四個(gè)通道的顏色配合而成,他們分別是青(C)、洋紅(M)、黃(Y)、黑(K)。在印刷業(yè)中,CMYK更為適用,但其調(diào)節(jié)出來(lái)的顏色不及RGB的多。
原色CCD的優(yōu)勢(shì)在于畫(huà)質(zhì)銳利,色彩真實(shí),但缺點(diǎn)則是噪聲問(wèn)題。因此,大家可以注意,一般采用原色CCD的數(shù)碼相機(jī),在ISO感光度上多半不會(huì)超過(guò)400。相對(duì)的,補(bǔ)色CCD多了一個(gè)Y黃色濾色器,在色彩的分辨上比較仔細(xì),但卻犧牲了部分影像的分辨率,而在ISO值上,補(bǔ)色CCD可以容忍較高的感光度,一般都可設(shè)定在800以上
第三層:感光層
CCD的第三層是“感光片”,這層主要是負(fù)責(zé)將穿過(guò)濾色層的光源轉(zhuǎn)換成電子信號(hào),并將信號(hào)傳送到影像處理芯片,將影像還原。
傳統(tǒng)的照相機(jī)膠卷尺寸為35mm,35mm為對(duì)角長(zhǎng)度,35mm膠卷的感光面積為36x24mm。換算到數(shù)碼相機(jī),對(duì)角長(zhǎng)度約接近35mm的,CCD/CMOS尺寸越大。在單反數(shù)碼相機(jī)中,很多都擁有接近35mm的CCD/CMOS尺寸,例如尼康德D100,CCD/CMOS尺寸面積達(dá)到23.7x15.6,比起消費(fèi)級(jí)數(shù)碼相機(jī)要大很多,而佳能的EOS-1Ds的CMOS尺寸為36x24mm,達(dá)到了35mm的面積,所以成像也相對(duì)較好。
現(xiàn)在市面上的消費(fèi)級(jí)數(shù)碼相機(jī)主要有2/3英寸、1/1.8英寸、1/2.7英寸、1/3.2英寸四種。CCD/CMOS尺寸越大,感光面積越大,成像效果越好。1/1.8英寸的300萬(wàn)像素相機(jī)效果通常好于1/2.7英寸的400萬(wàn)像素相機(jī)(后者的感光面積只有前者的55%)。而相同尺寸的CCD/CMOS像素增加固然是件好事,但這也會(huì)導(dǎo)致單個(gè)像素的感光面積縮小,有曝光不足的可能。但如果在增加CCD/CMOS像素的同時(shí)想維持現(xiàn)有的圖像質(zhì)量,就必須在至少維持單個(gè)像素面積不減小的基礎(chǔ)上增大CCD/CMOS的總面積。目前更大尺寸CCD/CMOS加工制造比較困難,成本也非常高。因此,CCD/CMOS尺寸較大的數(shù)碼相機(jī),價(jià)格也較高。感光器件的大小直接影響數(shù)碼相機(jī)的體積重量。超薄、超輕的數(shù)碼相機(jī)一般CCD/CMOS尺寸也小,而越專(zhuān)業(yè)的數(shù)碼相機(jī),CCD/CMOS尺寸也越大。