ccd成像原理

　　数码相机的关键元件CCD或CMOS又称为“影像传感器”，其作用相当于感光胶片。CCD尺寸越大，采集光线的效果越好，画面记录的信息就越多，保留的细节也就越丰富，所以图像更完美漂亮。 　　CCD尺寸的大小与像素的多少有一定的联系，但是也不尽然。专业数码单反尼康的D2Hs，别看它像素只有410万，可CCD的尺寸却是23.5×15.7mm；而柯达的DX7590数码相机虽拥有500万像素，但CCD尺寸只有5.38×4.39mm，两块CCD面积相差近10倍。可以肯定地说，D2Hs拍出的图像质量要比柯达DX7590拍出的画面要好得多，而且图像越放大越能证明这一点。所以购买数码相机时，千万不要盲目追求高像素，还要看看它的CCD尺寸有多大！ 　　目前CCD、CMOS最大尺寸（除120专用的数码后背）与35毫米传统胶片的底片一致，即24×36mm。所以又称为“全画幅”CCD。 　　大尺寸的CCD制作成本非常高，已经成为了数码相机(主要是数码单反相机)价格居高不下的主要颈瓶。 　　CCD和CMOS在制造上的主要区别主要是CCD是集成在半导体单晶材料上，而CMOS是集成在被称为金属氧化物的半导体材料上，工作原理没有本质的区别，都是利用感光二极管(photodiode)进行光电转换，这种转换的原理与太阳能电子计算机的太阳能电池效应相近，光线越强、电力越强；反之，光线越弱、电力也越弱

单从感光器电子技术上来说，CCD比CMOS更先进，理论成像上有优势，但是最近几年CMOS却发展更好，使得很多高端数码单反采用CMOS传感器，下面来看看CCD和CMOS的技术知识： CCD和CMOS传感器是目前最常见的数字图像传感器，广泛应用于数码相机、数码摄像机、照相手机和摄像头等产品上。两者在结构、性能和技术上均不尽相同，在此我将两者作一个简单的比较，使广大读者对CCD和CMOS能有一个比较初步的认识，在选购相关产品时也能做到心中有数。 CCD与CMOS传感器的结构比较 CCD(Charge Coupled Device)，即“电荷耦合器件”，是一种感光半导体芯片，用于捕捉图形，但CCD没有能力记录图形数据，也没有能力永久保存，所有图形数据都会不停留地送入一个模数转换器，一个信号处理器以及一个存储设备。1970美国贝尔实验室发明了CCD。二十年后，人们利用这一技术制造了数码相机，将影像处理行业推进到一个全新领域。 CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)，即“互补金属氧化物半导体”。它是计算机系统内一种重要的芯片，保存了系统引导所需的大量资料。有人发现，将CMOS加工也可以作为数码相机中的感光传感器，其便于大规模生产和成本低廉的特性是商家们梦寐以求的。 CCD和CMOS在制造上的主要区别主要是CCD是集成在半导体单晶材料上

特权同学玩转Zynq连载40——[ex59] 基于Zynq的双目视觉图像采集显示实例 1 CMOS摄像头应用背景与驱动原理 CMOS摄像头（CMOS Sensor）是一种采用CMOS图像传感器的摄像头。摄像头主要有两类，CMOS和CCD。CMOS一般应用在普通数码设备中，CCD一般应用在高档数码设备中，它们都是光学成像，但CCD比CMOS单位成像的效果要好。CCD镜头比CMOS的颜色还原更好，并且分辨率更高。 CCD和CMOS在制造上的主要区别是，CCD是集成在半导体单晶材料上，而CMOS是集成在被称做金属氧化物的半导体材料上，但工作原理没有本质的区别。在成像方面，CCD的成像通透性、明锐度都很不错，色彩还原、曝光可以保证基本准确。而CMOS的产品往往通透性一般，对实物的色彩还原能力偏弱，曝光也都不太好。由于CMOS自身的物理特性，其成像质量和CCD还是有一定距离的。CCD制造工艺较复杂，掌握CCD技术的厂商并不多，采用CCD摄像头的价格相对也比较昂贵。但随着制造工艺的不断改进，目前CMOS和CCD的实际成像效果的差异在逐渐减小。加之CMOS的制造成本和功耗都要比CCD低不少，因此很多摄像头生产厂商更趋向于采用CMOS感光元件。正是由于低廉的价格以及高度的整合性，使得CMOS摄像头得到了更广泛的应用。 CCD是目前比较成熟的成像器件，CMOS被看作未来的成像器件

1) 超级万能太空CCD： CCD DR的国内商家的宣传资料上把他们的DR称之为超级CCD、万能CCD、第N代CCD、甚至是太空CCD(国外规范的厂家一般不会这么做)，而所谓的太空技术,其实纯属唬人，因为所有的CCD技术，都来自于最早的间谍卫星的探测技术，用来代替必须回收的一次性胶片盒，使卫星拍照可以长期和24小时不间断，数字化照片直接发回地面。就连你我家用的数码照相机，宽泛点说也是来自于太空CCD技术。该技术目前较多使用在早期档次较低的胃肠机（目前高档的胃肠都使用平板）及数码像机上。 2) CR的价格，DR的品质： 这是某CCD DR厂家的广告语，其产品有没有DR的品质我们姑且再谈，但其价格的确和CR差不多，一台全进口的CCD DR海关报关价约为5万美圆左右，国内拼装的CCD DR的价钱就更便宜了。其实也是，一台1000多万的数码像机市价也就几千圆，而作为CCD DR的核心探测器CCD厂家成本价也最多2-3千圆。 3) 干扰与噪声： CCD DR不象平板DR那样直接成像，有人称之为假DR，其图像在变成数字化信号前要经过闪烁屏、影像增强器、透镜、菱镜、CCD、A/D转化等多级传输和处理，所以信号不可避免存在着衰减大、干扰大等一系列突出问题。 4) X线的剂量： 由于存在以上衰减问题，为了提高信噪比，对CCD DR来说，唯一的办法就是提高原始信号的信号强度

虽然数码相机普及的速度实在太快，但对于数码相机真正了解的人却非常少。由于经常去卖场和经销商沟通，自然有了很多与普通消费者面对面的机会。 　　“麻烦问一下，这里有800万像素的数码相机吗？” 　　“怎么才300万像素呀，听说这样的机器拍出来照片效果很差” 　　“我就是买画质好的数码相机，500万以下的您就别给我介绍了” 　　其实这些只是我选出了一些比较典型的例子，由于消费者对于像素认识上的误区，所以很容易将画质和像素联系在一起，错觉上认为高像素，拍出来的照片就一定清晰，其实不然。 　　对于消费级数码相机来说，特别是强调性价比的家用型数码相机，如果一味的追求高像素，则很可能损失相机本身的功能，例如像变焦、微距、甚至镜头素质，就单一的成像而言，画质的优良与镜头、CCD、数字处理芯片等多个部件都有关系，特别是CCD感光元件，并非是大家想象的那样，像素越高，画质就越清晰，相反，如果在CCD尺寸不变的情况下，像素越高，画质就越不清晰。接下来我们就从原理来给大家分几个点介绍什么是CCD感光元件，像素值多少才最合适。 一.CCD究竟是什么？ 　　CCD传感器又叫电荷耦合器，它是一种特殊的半导体材料，由大量独立的感光二极管组成，一般按照 矩阵 形式排列，相当于 传统相机 的胶卷。 　　目前，CCD的种类有很多，其中面阵型CCD是主要应用在数码相机中。它是由许多单个感光二极管组成的阵列，整体呈正方形

作业详解： CCD与CMOS简介： CCD: CCD是Charge Coupled Device(电荷耦合器件)的缩写，它是一种半导体成像器件，因而具有灵敏度高、抗强光、畸变小、体积小、寿命长、抗震动等优点。 CMOS: CCD与CMOS的工作原理： CCD摄像机工作方式：被摄物体的图像经过镜头聚焦至CCD芯片上，CCD根据光的强弱积累相应比例的电荷，各个像素积累的电荷在视频时序的控制下，逐点外移，经滤波、放大处理后，形成视频信号输出。视频信号连接到监视器或电视机的视频输入端便可以看到与原始图像相同的视频图像。 CCD芯片尺寸：CCD的成像尺寸常用的有1/2"、1/3"等，成像尺寸越小的摄像机的体积可以做得更小些。在相同的光学镜头下，成像尺寸越大，视场角越大。画素多寡与尺寸大小没有绝对关系,大多数的直观想法认为 CCD 的画素越大，所需空间应该越多，相对的 CCD 的面积尺寸应该越大!对照目前的生产技术来说，这个观念是『对』也是『不对』。事实上，画素开口面积大小与线路布局精细度才是影响 CCD 尺寸的关键因素;也就是说，当制程技术越精密，线路所需占得的空间就越小，相对画素开口面积固定下，可以靠得更紧密，也就可以达到进一步缩小面积的目的。 此外，五百万画素的表现是否一定优于四百万画素，其实也不尽然，端看 CCD 的设计布局。5MP:1/1.8英吋 v.s. 4MP：1/1.8英吋

数码常识:CCD的原理 说到CCD的尺寸，其实是说感光器件的面积大小，这里就包括了CCD和CMOS。感光器件的面积大小，CCD/CMOS面积越大，捕获的光子越多，感光性能越好，信噪比越低。CCD/CMOS是数码相机用来感光成像的部件，相当于光学传统相机中的胶卷。 CCD上感光组件的表面具有储存电荷的能力，并以矩阵的方式排列。当其表面感受到光线时，会将电荷反应在组件上，整个CCD上的所有感光组件所产生的信号，就构成了一个完整的画面。 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” 我们知道，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，我们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