ccd传感器

　　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

提到数码相机，不得不说到就是数码相机的心脏—— 感光元件 。与传统相机相比，传统相机使用“胶卷”作为其记录信息的载体，而数码相机的“胶卷”就是其成像 感光元件 ，而且是与相机一体的，是数码相机的心脏。感光器是数码相机的核心，也是最关键的技术。数码相机的发展道路，可以说就是感光器的发展道路。目前数码相机的核心成像部件有两种：一种是广泛使用的CCD（电荷藕合）元件；另一种是CMOS（互补金属氧化物导体）器件。 　　 感光元件 工作原理 　　电荷藕合器件图像传感器CCD（Charge Coupled Device），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。 　　CCD和传统底片相比，CCD 更接近于人眼对视觉的工作方式。只不过，人眼的视网膜是由负责光强度感应的杆细胞和色彩感应的锥细胞，分工合作组成视觉感应。 CCD经过长达35年的发展，大致的形状和运作方式都已经定型。CCD 的组成主要是由一个类似马赛克的网格、

锵锵锵！新一期的真相系列又和大家见面啦~~~ 在之前的文章中，我们向大家介绍了信噪比及其计算方法，还记得这个公式么？ 大家都想要获得信噪比高的图像，但是噪声就像一个如影随形的幽灵，总是出来捣乱。尤其在一些高端显微成像应用中，如转盘式共聚焦、TIRF、单分子荧光成像等，由于信号弱，这时更低的噪声尤为重要。俗话说，知己知彼，方能百战百胜。在接下来的两期文章中，小编就来和大家详细的聊一聊噪声——这个我们无法摆脱的讨厌鬼。 先来明确一下噪声的概念。实际生活中的噪声多种多样，比如声音的噪声、电信号传输的噪声以及相机的噪声等等。噪声是围绕着信号上下波动的不确定性，从统计学上来说，就是标准差。让我们先来看看在成像过程中都会遇到哪些“不确定性”。 散粒噪声 (Photo shot noise) 入射到相机的光子在硅层内被转换成光电子，由于光信号的量子特性，相机捕获到的信号存在一定的不确定性。这就是 散粒噪声。 大家还记得在信噪比1中我们说过它的值等于信号的平方根： 这里要告诉大家的坏消息是：散粒噪声的存在是一种物理现象，是不能通过相机的设计来减少的，但它却是信噪比中重要的影响因素。想象一下，如果有一个没有任何噪声的理想相机，它拍摄的图像信噪比也不是无穷大的。其图像的信噪比随信号强度变化的曲线如下。 读出噪声 (Read noise) 读出噪声，顾名思义就是相机在读出信号时产生的噪声

数码相机专业术语解释 在选购数码相机的时候，相信很多人会对数码相机各种纷繁复杂的参数搞得头昏脑胀。由于数码影像技术发展迅速，即使是常常关注这一行的人也常会对一些新出现的技术感到迷惑不解。现在就把目前市面上主要的技术指标的定义讲一下，希望对消费者们购买数码相机有帮助。 　　 　　一：基础知识 像素、感光元件、尺寸、有效像素、分辨率 　　 　　通常消费者最为关注的是相机的像素，像素也的确是数码相机最重要的一项硬指标，也就是说，像素高了不一定是好相机，但是像素太低（以目前的市场主流，300万以下就算比较低了）怎么都不能算是好相机。 　　 　　像素： 　　 　　要说像素首先得讲一下数码相机的感光原理，要拍照片首先要将光信号转换成电信号，这靠的就是感光元件（Sensor），在数码相机的镜头后面都有一块芯片，上面密密麻麻地挤满了这些感光元件，每个感光元件只能将很小的一点转换成图像，这些小的图像加起来就成了我们可以看见的图像了。讲到这里大家有点明白了吧，不错，像素其实就是这些感光元件，我们平时说的多少万像素就是这些感光元件的个数了。所以一般来讲像素越大，成像也就越清晰细腻，当然这其中还要受许多因素限制，下面会慢慢提到的。 　　 　　接下来要讲的就是为什么高像素不一定是好相机的一个原因：尺寸 　　 　　尺寸： 　　 　　尺寸就是通常所的说的CCD尺寸、CMOS尺寸，常见的有2/3英寸，1/1

CCD摄像机 什么是CCD摄像机？ 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。 CCD摄像机的工作方式 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。 分辨率的选择 评估摄像机分辨率的指标是水平分辨率，其单位为线对，即成像后可以分辨的黑白线对的数目。常用的黑白摄像机的分辨率一般为380-600，彩色为380-480，其数值越大成像越清晰。一般的监视场合，用400线左右的黑白摄像机就可以满足要求。而对于医疗、图像处理等特殊场合，用600线的摄像机能得到更清晰的图像。 成像灵敏度 通常用最低环境照度要求来表明摄像机灵敏度，黑白摄像机的灵敏度大约是0.02-0.5Lux(勒克斯)，彩色摄像机多在1Lux以上。0.1Lux的摄像机用于普通的监视场合；在夜间使用或环境光线较弱时，推荐使用0.02Lux的摄像机。与近红外灯配合使用时，也必须使用低照度的摄像机。另外摄像的灵敏度还与镜头有关，0.97Lux/F0.75相当于2.5Lux/F1.2相当于3.4Lux/F1. 参考环境照度：

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

在机器视觉中，相机的作用是将通过镜头的光信号转换为电信号，其中最重要的组成部件是数字传感器，最为常用的有CCD（Charge-coupled device）和CMOS（cnmplementary metal-oxide semiconductor）两种。 1.CCD于CMOS的区别 （1）成像过程 CCD 和 CMOS 使用相同的光敏材料，因而受光后产生电子的基本原理相同，但是读取过程不同：CCD 是在同步信号和时钟信号的配合下以帧或行的方式转移，整个电路非常复杂，读出速率慢；CMOS 则以类似 DRAM的方式读出信号，并行读取，电路简单，读出速率高。 CCD数据读取结构图 CMOS图像读取结构图 （2）集成度 采用特殊技术的CCD读出电路比较复杂，很难将A/D转换、信号处理、自动增益控制、精密放大和存储功能集成到一块芯片上，一般需要 3～8 个芯片组合实现，同时还需要一个多通道非标准供电电压。 借助于大规模集成制造工艺，CMOS图像传感器能非常容易地把上述功能集成到单一芯片上，多数CMOS图像传感器同时具有模拟和数字输出信号。 （3）电源、功耗和体积 CCD电荷耦合器大多需要三组电源供电，耗电量较大；CMOS光电传感器只需使用一个电源（3V~5 V），耗电量非常小，仅为CCD电荷耦合器的1/8到1/10，高度集成CMOS 芯片可以做的相当小

专题：CCD SkySeraph NOV.3th 2010 HQU Email-zgzhaobo@gmail.com QQ-452728574 Latest Modified Date：NOV.5th 2010 HQU 入门 http://wenku.baidu.com/view/3a9b661c59eef8c75fbfb3fc.html 从诺贝尔奖看CCD的前世今生 http://wenku.baidu.com/album/view/8656cebff121dd36a32d8277 CCD专题资料 http://www.allwiki.com/wiki/%E6%95%B0%E7%A0%81%E7%9B%B8%E6%9C%BA%E8%B5%84%E6%BA%90%E9%A1%B5%E9%9D%A2 天下维客 基本概念 CCD Charge Coupled Device 电荷耦合器 像素pixel 像素是感光点(感光二极管)的个数；有效像素是计算后恢复的像素个数，一般大于实际像素 8bpp(比特每像素)=256色，16bpp=高彩色，24bpp=真彩色，48bpp用于专业扫描仪； <=256色的图像通常以块或平面格式存储在显存中，显存中的每一个像素是到调色板的颜色组的索引值； 兆像素magepixel =1百万个像素； Fill Factor填充因子