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1，ccd是怎樣成像的

CCD的成像原理是：電荷耦合器（Charge Coupled Device，CCD）使用感光二極管感光，光線照在由感光二極管組成的圖像傳感器上，感光二極管在接受光子的撞擊后釋放電子，所產(chǎn)生的電子的數(shù)目與該感光二極管感應(yīng)到的光的強(qiáng)弱成正比。當(dāng)曝光結(jié)束后，每個(gè)感光二極管上含有不同數(shù)量的電子，數(shù)碼圖像就是通過(guò)電子的多少來(lái)表示和存儲(chǔ)的。

ccd是怎樣成像的

2，CCD成像原理的原理

●用相機(jī)拍攝景物時(shí)，景物反射的光線通過(guò)相機(jī)的鏡頭透射到CCD上。●當(dāng)CCD曝光后，光電二極管受到光線的激發(fā)釋放出電荷，感光元件的電信號(hào)便由此產(chǎn)生。●CCD控制芯片利用感光元件中的控制信號(hào)線路對(duì)光電二極管產(chǎn)生的電流進(jìn)行控制，由電流傳輸電路輸出，CCD會(huì)將一次成像產(chǎn)生的電信號(hào)收集起來(lái)，統(tǒng)一輸出到放大器。●經(jīng)過(guò)放大和濾波后的電信號(hào)被送到A/D，由A/D將電信號(hào)（此時(shí)為模擬信號(hào)）轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，數(shù)值的大小和電信號(hào)的強(qiáng)度即電壓的高低成正比。這些數(shù)值其實(shí)就是圖像的數(shù)據(jù)了。●不過(guò)單依靠第4步所得到的圖像數(shù)據(jù)還不能直接生成圖像，還要輸出到數(shù)字信號(hào)處理器（DSP）。在DSP中，這些圖像數(shù)據(jù)被進(jìn)行色彩校正、白平衡處理（視用戶在相機(jī)中的設(shè)定而定）等后期處理，編碼為相機(jī)所支持的圖像格式、分辨率等數(shù)據(jù)格式，然后才會(huì)被存儲(chǔ)為圖像文件。●最后，圖像文件就被寫入到存儲(chǔ)器上（內(nèi)置或外置存儲(chǔ)器）。

CCD成像原理的原理

3，CCD的原理是什么

數(shù)碼相機(jī)CCD和CMOS的區(qū)別有鑒于許多網(wǎng)友詢問(wèn) CCD 與 CMOS 的主要差別。我們暫時(shí)撇開復(fù)雜的技術(shù)文字，透過(guò)簡(jiǎn)單的比較來(lái)看這兩種不同類型，作用相同的影像感光元件。不管，CCD 或 CMOS，基本上兩者都是利用矽感光二極體（photodiode）進(jìn)行光與電的轉(zhuǎn)換。這種轉(zhuǎn)換的原理與各位手上具備“太陽(yáng)電能”電子計(jì)算機(jī)的“太陽(yáng)能電池”效應(yīng)相近，光線越強(qiáng)、電力越強(qiáng)；反之，光線越弱、電力也越弱的道理，將光影像轉(zhuǎn)換為電子數(shù)字信號(hào)。比較 CCD 和 CMOS 的結(jié)構(gòu)，ADC的位置和數(shù)量是最大的不同。簡(jiǎn)單的說(shuō)，按我們?cè)谏弦恢v“CCD 感光元件的工作原理（上）”中所提之內(nèi)容。CCD每曝光一次，在快門關(guān)閉后進(jìn)行像素轉(zhuǎn)移處理，將每一行中每一個(gè)像素（pixel）的電荷信號(hào)依序傳入“緩沖器”中，由底端的線路引導(dǎo)輸出至 CCD 旁的放大器進(jìn)行放大，再串聯(lián) ADC 輸出；相對(duì)地，CMOS 的設(shè)計(jì)中每個(gè)像素旁就直接連著 ADC（放大兼類比數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換器），訊號(hào)直接放大并轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)。兩者優(yōu)缺點(diǎn)的比較CCD CMOS設(shè)計(jì) 單一感光器感光器連接放大器靈敏度同樣面積下高感光開口小，靈敏度低成本線路品質(zhì)影響程度高，成本高 CMOS整合集成，成本低解析度連接復(fù)雜度低，解析度高低，新技術(shù)高噪點(diǎn)比單一放大，噪點(diǎn)低百萬(wàn)放大，噪點(diǎn)高功耗比需外加電壓，功耗高直接放大，功耗低由于構(gòu)造上的基本差異，我們可以表列出兩者在性能上的表現(xiàn)之不同。CCD的特色在于充分保持信號(hào)在傳輸時(shí)不失真（專屬通道設(shè)計(jì)），透過(guò)每一個(gè)像素集合至單一放大器上再做統(tǒng)一處理，可以保持資料的完整性；CMOS的制程較簡(jiǎn)單，沒(méi)有專屬通道的設(shè)計(jì)，因此必須先行放大再整合各個(gè)像素的資料。整體來(lái)說(shuō)，CCD 與 CMOS 兩種設(shè)計(jì)的應(yīng)用，反應(yīng)在成像效果上，形成包括 ISO 感光度、制造成本、解析度、噪點(diǎn)與耗電量等，不同類型的差異：ISO 感光度差異：由于 CMOS 每個(gè)像素包含了放大器與A/D轉(zhuǎn)換電路，過(guò)多的額外設(shè)備壓縮單一像素的感光區(qū)域的表面積，因此相同像素下，同樣大小之感光器尺寸，CMOS的感光度會(huì)低于CCD。成本差異：CMOS 應(yīng)用半導(dǎo)體工業(yè)常用的 MOS制程，可以一次整合全部周邊設(shè)施于單晶片中，節(jié)省加工晶片所需負(fù)擔(dān)的成本和良率的損失；相對(duì)地 CCD 采用電荷傳遞的方式輸出資訊，必須另辟傳輸通道，如果通道中有一個(gè)像素故障（Fail），就會(huì)導(dǎo)致一整排的訊號(hào)壅塞，無(wú)法傳遞，因此CCD的良率比CMOS低，加上另辟傳輸通道和外加 ADC 等周邊，CCD的制造成本相對(duì)高于CMOS。解析度差異：在第一點(diǎn)“感光度差異”中，由于 CMOS 每個(gè)像素的結(jié)構(gòu)比 CCD 復(fù)雜，其感光開口不及CCD大，相對(duì)比較相同尺寸的CCD與CMOS感光器時(shí)，CCD感光器的解析度通常會(huì)優(yōu)于CMOS。不過(guò)，如果跳脫尺寸限制，目前業(yè)界的CMOS 感光原件已經(jīng)可達(dá)到1400萬(wàn) 像素 / 全片幅的設(shè)計(jì)，CMOS 技術(shù)在量率上的優(yōu)勢(shì)可以克服大尺寸感光原件制造上的困難，特別是全片幅 24mm-by-36mm 這樣的大小。噪點(diǎn)差異：由于CMOS每個(gè)感光二極體旁都搭配一個(gè) ADC 放大器，如果以百萬(wàn)像素計(jì)，那么就需要百萬(wàn)個(gè)以上的 ADC 放大器，雖然是統(tǒng)一制造下的產(chǎn)品，但是每個(gè)放大器或多或少都有些微的差異存在，很難達(dá)到放大同步的效果，對(duì)比單一個(gè)放大器的CCD，CMOS最終計(jì)算出的噪點(diǎn)就比較多。耗電量差異：CMOS的影像電荷驅(qū)動(dòng)方式為主動(dòng)式，感光二極體所產(chǎn)生的電荷會(huì)直接由旁邊的電晶體做放大輸出；但CCD卻為被動(dòng)式，必須外加電壓讓每個(gè)像素中的電荷移動(dòng)至傳輸通道。而這外加電壓通常需要12伏特（V）以上的水平，因此 CCD 還必須要有更精密的電源線路設(shè)計(jì)和耐壓強(qiáng)度，高驅(qū)動(dòng)電壓使 CCD 的電量遠(yuǎn)高于CMOS。盡管 CCD 在影像品質(zhì)等各方面均優(yōu)于CMOS，但不可否認(rèn)的CMOS具有低成本、低耗電以及高整合度的特性。由于數(shù)碼影像的需求熱烈，CMOS的低成本和穩(wěn)定供貨，成為廠商的最愛，也因此其制造技術(shù)不斷地改良更新，使得 CCD 與 CMOS 兩者的差異逐漸縮小。新一代的CCD朝向耗電量減少作為改進(jìn)目標(biāo)，以期進(jìn)入照相手機(jī)的行動(dòng)通訊市場(chǎng)；CMOS系列，則開始朝向大尺寸面積與高速影像處理晶片統(tǒng)合，藉由后續(xù)的影像處理修正噪點(diǎn)以及畫質(zhì)表現(xiàn)，特別是 Canon 系列的 EOS D30 、EOS 300D 的成功，足見高速影像處理晶片已經(jīng)可以勝任高像素 CMOS 所產(chǎn)生的影像處理時(shí)間與能力的縮短；另外，大尺寸全片幅則以 Kodak DCS Pro14n、DCS Pro/n、DCS Pro/c 這一系列的數(shù)碼機(jī)身為號(hào)召，CMOS未來(lái)跨足高階的影像市場(chǎng)產(chǎn)品，前景可期。

CCD的原理是什么

4，請(qǐng)問(wèn)CCD是怎么回事它的成像原理是什么

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_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36 x 24mm。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23.7 x 15.6，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36 x 24mm，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，而越專業(yè)的數(shù)碼相機(jī)，CCD/CMOS尺寸也越大。

CCD Charge Coupled Device （CCD）電荷耦合器件。 CCD是一種半導(dǎo)體裝置，能夠把光學(xué)影像轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)。 CCD上植入的微小光敏物質(zhì)稱作像素（Pixel）。一塊CCD上包含的像素?cái)?shù)越多，其提供的畫面分辨率也就越高。CCD的作用就像膠片一樣，但它是把圖像像素轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)。CCD在攝像機(jī)、數(shù)碼相機(jī)和掃描儀中應(yīng)用廣泛，只不過(guò)攝像機(jī)中使用的是點(diǎn)陣CCD，即包括x、y兩個(gè)方向用于攝取平面圖像，而掃描儀中使用的是線性CCD，它只有x一個(gè)方向，y方向掃描由掃描儀的機(jī)械裝置來(lái)完成。 CCD的加工工藝有兩種，一種是TTL工藝，一種是CMOS工藝，現(xiàn)在市場(chǎng)上所說(shuō)的CCD和CMOS其實(shí)都是CCD，只不過(guò)是加工工藝不同，前者是毫安級(jí)的耗電量，二后者是微安級(jí)的耗電量。TTL工藝下的CCD成像質(zhì)量要優(yōu)于CMOS工藝下的CCD。CCD廣泛用于工業(yè)，民用產(chǎn)品。 CCD它使用一種高感光度的半導(dǎo)體材料制成，能把光線轉(zhuǎn)變成電荷，通過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換器芯片轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，數(shù)字信號(hào)經(jīng)過(guò)壓縮以后由相機(jī)內(nèi)部的閃速存儲(chǔ)器或內(nèi)置硬盤卡保存，因而可以輕而易舉地把數(shù)據(jù)傳輸給計(jì)算機(jī)，并借助于計(jì)算機(jī)的處理手段，根據(jù)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(dāng)CCD表面受到光線照射時(shí)...CCD Charge Coupled Device （CCD）電荷耦合器件。 CCD是一種半導(dǎo)體裝置，能夠把光學(xué)影像轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)。 CCD上植入的微小光敏物質(zhì)稱作像素（Pixel）。一塊CCD上包含的像素?cái)?shù)越多，其提供的畫面分辨率也就越高。CCD的作用就像膠片一樣，但它是把圖像像素轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)。CCD在攝像機(jī)、數(shù)碼相機(jī)和掃描儀中應(yīng)用廣泛，只不過(guò)攝像機(jī)中使用的是點(diǎn)陣CCD，即包括x、y兩個(gè)方向用于攝取平面圖像，而掃描儀中使用的是線性CCD，它只有x一個(gè)方向，y方向掃描由掃描儀的機(jī)械裝置來(lái)完成。 CCD的加工工藝有兩種，一種是TTL工藝，一種是CMOS工藝，現(xiàn)在市場(chǎng)上所說(shuō)的CCD和CMOS其實(shí)都是CCD，只不過(guò)是加工工藝不同，前者是毫安級(jí)的耗電量，二后者是微安級(jí)的耗電量。TTL工藝下的CCD成像質(zhì)量要優(yōu)于CMOS工藝下的CCD。CCD廣泛用于工業(yè)，民用產(chǎn)品。 CCD它使用一種高感光度的半導(dǎo)體材料制成，能把光線轉(zhuǎn)變成電荷，通過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換器芯片轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，數(shù)字信號(hào)經(jīng)過(guò)壓縮以后由相機(jī)內(nèi)部的閃速存儲(chǔ)器或內(nèi)置硬盤卡保存，因而可以輕而易舉地把數(shù)據(jù)傳輸給計(jì)算機(jī)，并借助于計(jì)算機(jī)的處理手段，根據(jù)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(dāng)CCD表面受到光線照射時(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(hào)加在一起，就構(gòu)成了一幅完整的畫面。ＣＣＤ在攝像機(jī)里是一個(gè)極其重要的部件，它起到將光線轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的作用，類似于人的眼睛，因此其性能的好壞將直接影響到攝像機(jī)的性能。衡量ＣＣＤ好壞的指標(biāo)很多，有像素?cái)?shù)量，CCD尺寸，靈敏度，信噪比等，其中像素?cái)?shù)以及ＣＣＤ尺寸是重要的指標(biāo)。像素?cái)?shù)是指ＣＣＤ上感光元件的數(shù)量。攝像機(jī)拍攝的畫面可以理解為由很多個(gè)小的點(diǎn)組成，每個(gè)點(diǎn)就是一個(gè)像素。顯然，像素?cái)?shù)越多，畫面就會(huì)越清晰，如果ＣＣＤ沒(méi)有足夠的像素的話，拍攝出來(lái)的畫面的清晰度就會(huì)大受影響，因此，理論上ＣＣＤ的像素?cái)?shù)量應(yīng)該越多越好。但ＣＣＤ像素?cái)?shù)的增加會(huì)使制造成本以及成品率下降，而且在現(xiàn)行電視標(biāo)準(zhǔn)下，像素?cái)?shù)增加到某一數(shù)量后，再增加對(duì)拍攝畫面清晰度的提高效果變得不明顯，因此，一般一百萬(wàn)左右的像素?cái)?shù)對(duì)一般的使用已經(jīng)足夠了。單ＣＣＤ攝像機(jī)是指攝像機(jī)里只有一片ＣＣＤ并用其進(jìn)行亮度信號(hào)以及彩色信號(hào)的光電轉(zhuǎn)換，其中色度信號(hào)是用ＣＣＤ上的一些特定的彩色遮罩裝置并結(jié)合后面的電路完成的。由于一片ＣＣＤ同時(shí)完成亮度信號(hào)和色度信號(hào)的轉(zhuǎn)換，因此難免兩全，使得拍攝出來(lái)的圖像在彩色還原上達(dá)不到專業(yè)水平的要求。為了解決這個(gè)問(wèn)題，便出現(xiàn)了３ＣＣＤ攝像機(jī)。３ＣＣＤ，顧名思義，就是一臺(tái)攝像機(jī)使用了３片ＣＣＤ。我們知道，光線如果通過(guò)一種特殊的棱鏡后，會(huì)被分為紅，綠，藍(lán)三種顏色，而這三種顏色就是我們電視使用的三基色，通過(guò)這三基色，就可以產(chǎn)生包括亮度信號(hào)在內(nèi)的所有電視信號(hào)。如果分別用一片ＣＣＤ接受每一種顏色并轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，然后經(jīng)過(guò)電路處理后產(chǎn)生圖像信號(hào)，這樣，就構(gòu)成了一個(gè)３ＣＣＤ系統(tǒng)。和單ＣＣＤ相比，由于３ＣＣＤ分別用３個(gè)ＣＣＤ轉(zhuǎn)換紅，綠，藍(lán)信號(hào)，拍攝出來(lái)的圖像從彩色還原上要比單ＣＣＤ來(lái)的自然，亮度以及清晰度也比單ＣＣＤ好。但由于使用了三片ＣＣＤ，３ＣＣＤ攝像機(jī)的價(jià)格要比單ＣＣＤ貴很多。四色CCD是索尼公司在2003年推出的一種CCD新技術(shù)。四色即紅綠藍(lán) 品紅（RGBE）相對(duì)與傳統(tǒng)的三色（紅綠藍(lán)），四色CCD的色彩還原錯(cuò)誤率進(jìn)一步降低。因而使色彩還原更逼真。首款采用四色CCD的數(shù)碼相機(jī)是SNOY DSC—F828 數(shù)碼相機(jī)規(guī)格表中的CCD一欄經(jīng)常寫著“1/2.7英寸CCD”等。這里的“1/2.7英寸”就是CCD的尺寸，實(shí)際上就是CCD對(duì)角線的長(zhǎng)度。現(xiàn)有的數(shù)碼相機(jī)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)的集合體，接收透過(guò)鏡頭的光并將其轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。在像素?cái)?shù)一樣的情況下，CCD尺寸越大單位像素就越大。這樣，單位像素可以收集更多的光線，因此，理論上可以說(shuō)有利于提高畫質(zhì)。但是，數(shù)碼相機(jī)畫質(zhì)的好壞不僅是由CCD決定的。鏡頭以及通過(guò)CCD輸出的電信號(hào)形成圖像的電路的性能等也能夠影響到相機(jī)的畫質(zhì)。所謂的“大尺寸CCD＝高畫質(zhì)”是不正確的。例如，雖然1/2.7英寸比1/1.8英寸尺寸小，但配備1/2.7英寸CCD的數(shù)碼相機(jī)并沒(méi)有受到畫質(zhì)不好的批評(píng)。現(xiàn)在，袖珍數(shù)碼相機(jī)日趨小巧輕便，出于設(shè)計(jì)上的考慮，其中大多采用1/2.7英寸的小型CCD。