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CCD尺寸的一些说明

2011-08-26     来源:本站     点击次数:1496

CCD尺寸
 
CCD的尺寸对比CCD的尺寸,实际上就是CCD对角线的长度。

目前400万像素或者500万像素的数码相机一般采用1/2.7英寸、1/2.5英寸和1/1.8英寸等尺寸的CCD。CCD是受光元件(像素)的集合体,接收透过镜头的光并将其转换为电信号。在像素数一样的情况下,CCD尺寸越大单位像素就越大。这样,单位像素可以收集更多的光线,因此,理论上可以说有利于提高画质。

现在,袖珍数码相机日趋小巧轻便,出于设计上的考虑,其中大多采用1/2.7英寸的小型CCD。

1/2.7英寸的“型”有时也写作“inch”,在这里不是普通的“1英寸=25.4mm”。由于结合了CCD亮相前摄像机上使用的摄像管和显示方式,因此,习惯上采用比较特殊的尺寸。1/2.7英寸为6.6mm,1/1.8英寸约为9mm。(有能力生产CCD的公司有:SONY、Philps、Kodak、Matsushita、Fuji和Sharp)

ccd好坏的衡量标准
CCD上面有很多一样的感光元件,每个感光元件叫一个像素。CCD在数码成像设备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像机的性能。

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。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。

数码相机画质的好坏不仅是由CCD决定的。镜头以及通过CCD输出的电信号形成图像的电路的性能等也能够影响到相机的画质。所谓的“大尺寸CCD=高画质”是不正确的。例如,虽然1/2.7英寸比1/1.8英寸尺寸小,但配备1/2.7英寸CCD的数码相机并没有受到画质不好的批评。 [编辑]ccd坏点的检测
 
DeadPixelTeCCD的坏点可以通过DeadPixelTe软件来检测,按照这个软件的默认值,用全黑的照片检测,亮度超过60流明的点,是噪点。超过250流明的点,为坏点。如下图:

虽然我们可以修改它的标准来检测,但是因为坏点有不同的颜色,而不同的颜色表现出来的亮度是不同的。

比如说白色或银色的点,它表现出来的亮度比较高,即使是一个很小的点,用这个软件就可以检测到一个比较高的值。但如果是一个其它颜色比如暗红、绿色的点,它表现出来的亮度就比较低,一个相当明显的大点,检测出来的亮度值可能不超过100流明。并且,很常见的是,几个亮度值小的点,密集组成为一个大的点。这样在一般的检测中就很容易被忽略。因此,在检测的时候,不能光看亮度值的大小。但是点所在的位置亮度值是可以给一些提示的。必须根据检测结果进一步判断存在坏点的可能性。

CCD的结构
CCD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。

如果分解CCD,你会发现CCD的结构为三层,第一层是“微型镜头”,第二层是“分色滤色片”以及第三层“感光层”。

第一层“微型镜头”
数码相机成像的关键是在于其感光层,为了扩展CCD的采光率,必须扩展单一像素的受光面积。但是提高采光率的办法也容易使画质下降。这一层“微型镜头”就等于在感光层前面加上一副眼镜。因此感光面积不再因为传感器的开口面积而决定,而改由微型镜片的表面积来决定。

第二层是“分色滤色片”
CCD的第二层是“分色滤色片”,目前有两种分色方式,一是RGB原色分色法,另一个则是CMYK补色分色法这两种方法各有优缺点。首先,先了解一下两种分色法的概念,RGB即三原色分色法,几乎所有人类眼镜可以识别的颜色,都可以通过红、绿和蓝来组成,而RGB三个字母分别就是Red, Green和Blue,这说明RGB分色法是通过这三个通道的颜色调节而成。再说CMYK,这是由四个通道的颜色配合而成,他们分别是青(C)、洋红(M)、黄(Y)、黑(K)。在印刷业中,CMYK更为适用,但其调节出来的颜色不及RGB的多。

原色CCD的优势在于画质锐利,色彩真实,但缺点则是噪声问题。因此,一般采用原色CCD的数码相机,在ISO感光度上多半不会超过400。相对的,补色CCD多了一个Y黄色滤色器,在色彩的分辨上比较仔细,但却牺牲了部分影像的分辨率,而在ISO值上,补色CCD可以容忍较高的感光度,一般都可设定在800以上。

第三层“感光层”
CCD的第三层是“感光片”,这层主要是负责将穿过滤色层的光源转换成电子信号,并将信号传送到影像处理芯片,将影像还原。

传统的照相机胶卷尺寸为35mm,35mm为对角长度,35mm胶卷的感光面积为36 x 24mm。换算到数码相机,对角长度越接近35mm的,CCD/CMOS尺寸越大。在单反数码相机中,很多都拥有接近35mm的CCD/CMOS尺寸,例如尼康德D100,CCD/CMOS尺寸面积达到23.7 x 15.6,比起消费级数码相机要大很多,而佳能的EOS-1Ds的CMOS尺寸为36 x 24mm,达到了35mm的面积,所以成像也相对较好。

CCD的分类
CCD器件按其感光单元的排列方式分为线阵CCD和面阵CCD两类
线阵CCD
结构简单,成本较低。可以同时储存一行电视信号.由于其单排感光单元的数目可以做得很多,在同等测量精度的前提下,其测量范围可以做的较大,并且由于线阵CCD实时传输光电变换信号和自扫描速度快、频率响应高,能够实现动态测量,并能在低照度下工作,所以线阵CCD广泛地应用在产品尺寸测量和分类、非接触尺寸测量、条形码等许多领域。

面阵CCD
可以同时接受一幅完整的光像.面阵CCD有行间转移(IT)型、帧间转移(FT)型和行帧间转移(FIT)型三种。

感光元件的发展
CCD是1969年由美国的贝尔研究室所开发出来的。进入80年代,CCD影像传感器虽然有缺陷,由于不断的研究终于克服了困难,而于80年代后半期制造出高分辨率且高品质的CCD。到了90年代制造出百万像素之高分辨率CCD,此时CCD的发展更是突飞猛进,算一算CCD 发展至今也有二十多个年头了。进入90年代中期后,CCD技术得到了迅猛发展,同时,CCD的单位面积也越来越小。但为了在CCD面积减小的同时提高图像的成像质量,SONY与1989年开发出了SUPER HAD CCD,这种新的感光元件是在CCD面积减小的情况下,依靠CCD组件内部放大器的放大倍率提升成像质量。以后相继出现了NEW STRUCTURE CCD、EXVIEW HAD CCD、四色滤光技术(专为SONY F828所应用)。而富士数码相机则采用了超级CCD(Super CCD)、Super CCD SR。

对于CMOS来说,具有便于大规模生产,且速度快、成本较低,将是数字相机关键器件的发展方向。目前,在CANON等公司的不断努力下,新的CMOS器件不断推陈出新,高动态范围CMOS器件已经出现,这一技术消除了对快门、光圈、自动增益控制及伽玛校正的需要,使之接近了CCD的成像质量。另外由于CMOS先天的可塑性,可以做出高像素的大型CMOS感光器而成本却不上升多少。相对于CCD的停滞不前相比,CMOS作为新生事物而展示出了蓬勃的活力。作为数码相机的核心部件,CMOS感光器以已经有逐渐取代CCD感光器的趋势,并有希望在不久的将来成为主流的感光器。 更多参见http://www.allwiki.com/wiki/CCD
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6回答时间:2008-7-28 17:17 | 我来评论 
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消费级的数码相机 最好的2/3英寸,比如 富士S100FS;1/1.6英寸 比如富士S9500;
    单反相机全画幅的CMOS35.8×23.9mm最好,比如CANON 5D / NIKON D3. 回答者: 福州朱祥云 | 一级 | 2008-7-19 22:35
           越大越好
如当年的胶片相机一样,它可以越来越大
现在小的原因主要是成本和技术问题
至于全画幅指的是和现有摄影系统的镜头的吻合性,所以全画幅不止是指24*36这个指标,现在已经在120的645系统上也实现了全画幅,将来还可能更大。只是时间问题。
套一句俗词,没有最好只有更好 回答者: 翡文影像 | 五级 | 2008-7-19 23:01
           首先,先纠正一个误区,CCD并不是越大越好。同理,像素也不是越高越好。

图象传感器(CCD)与像素之间是有一个最佳的匹配关系的.当过大或过小的CCD匹配一定像素时,都会影响照片质量的,反之亦然.

比如,像NikonD40是23.7×15.6mm的ccd图象传感器,配备的是600w像素,有人可能觉得单反配600w太少了。但这肯定是有道理的。如果你给它安排上个1400w像素的话,拍出来的照片质量反而没600w的好,因为素点会过于密集.同理,CCD小了,也是这样。

所以CCD的大小是要和像素有关系的。至于具体要多少万像素匹配多少大的ccd图象传感器,这只有Nikon,Canon等的内部人士知道了...呵呵