ccd传感器工作原理

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1、先问问DX们一个问题，你认为多高像素、多大尺寸的DC能与银盐胶片水平一样？回答：在目前及未来的单CCD图像传感器的DC产品，永远不会有与银盐胶片水平一样的产品。用传统相机的色友们可以高兴一下了！为什么？因为，照片我们不光在乎它...先问问DX们一个问题，你认为多高像素、多大尺寸的DC能与银盐胶片水平一样？回答：在目前及未来的单CCD图像传感器的DC产品，永远不会有与银盐胶片水平一样的产品。用传统相机的色友们可以高兴一下了！为什么？     因为，照片我们不光在乎它的分辨率，我想DX最在乎的是色彩吧！对色彩还

2、原及表现力。而单CCD从基本工作原理上就无法百分之百的采集到映在它感光面上的色彩，而银盐胶片能百分百记录映在它上面的所有色彩和光线（注意，我这里说的色彩是人眼能看到的，不是说看不到的，看不到的银盐胶片也大多采集不到）。为了让大家明的我说的，我先从CCD的工作原理说起：CCD的全称“ChargeCoupledDevice”意即电荷耦合器件，一种特殊的半导体。因研究和制造的技术含量颇高，故没几个厂能生产，能力最强产量较大的CCD品牌只有柯达、索尼、飞利浦三个。CCD图像传感器由三层组成：第一层，微镜头；第二层，

3、滤色片；第三层，感光元件。CCD图像传感器的每一个感光元件由一个光电二极管和控制相邻电荷的存储单元组成（我在上篇说过）光电管当然是捕捉光子用的，它将光子转化成电子，收集到的光线越强产生的电子数量就越多，电子信号强了当然就越容易被记录而越不容易丢失，图像细节就更丰富了。所以要想让图像好，光电管的感光部份就要做得大。光电管做大点不是就能吸收到更多光线了吗？这是个好方法。一片2/3英寸的CCD做成400万像素，那每个光电管都会比一片2/3英寸的CCD做成500万像素的光电管大。图像质理当然就好。可高像素是发展方向

4、，怎么让500万像素的2/3英寸CCD出来的图像好过400万像素的2/3英寸CCD出来的图像呢？这里要提出开口率这个概念：一个光电管不可能全部地方都可以吸收光子，当感光元件按面阵（矩阵）方式排列（也就是象国际象棋棋盘一样方方正正的排列）组成完整的像素阵列时，光电管的感光部份都面向光线射入处的。但是光电管不能把面向光线射入处都做成感光部份，真正能感光部分的面积只是光电管面向光线射入处部份面积的60%-90%，这就是所谓的开口率。开口率越高感光面积就越大光电管采集的光就越多。制造工艺好的大公司出品的CCD，因为

5、开口率高图像品质就更好。所以500万像素的2/3英寸CCD中的感光元件只要提高了开品率，那么它的感光面积就可以做到于400万像素的2/3英寸CCD的感光面积相同或更高。加上更高的像素。图像当然好过400万像素的2/3英寸的CCD了。但在开品率相同的情况下，因为400万像素的2/3英寸CCD的光电管比500万像素的2/3英寸CCD大，那么每个光电管的感光面积就大了，成像质量就会高于500万像素的2/3英寸CCD。所以在这里劝大家买DC时要注意CCD尺寸。在制造工艺上，开品率每有一次重大突破，那CCD就升一代，

6、所以CCD也分代呢。不过这是CCD技术发展早期的情况。因为开口率再怎么做也做不到100%，光电管的感光面积永远无法等于光电管面向光线射入处的实际面积。所以在开口率上面是无法更上一步了。那怎么再次提高感光面积呢？索尼最先想出了解决办法：在每个光电管上安装一个微镜片。把更多的光聚进来。这样感光面积就由微镜片来决定了。微镜片的发展决定CCD的品质了。大家注意没有，上面我只提到光线而没谈色彩，这是因为CCD的感光元件天生是个色盲。只能记录光线的强弱而不能记录色彩。（注意，这也是它到今天也比不过银盐胶片的重要原因！）

7、大家有用Photoshop这个软件吗？知道它里面有通道这一项吗？大家可以看看Photoshop的通道。红、绿、蓝三个通道。大家只看一个通道，发现它是黑白的。这是因为，在每个颜色通道里只记录该颜色的强弱。三原色的强弱都记录下来了合在起，就成了有色彩的图像了。CCD也用了这个原理。于是就在感光元件上加了一层滤色片。这个滤色片怎么用呢？对于3CCD系统来说，很简单。滤掉绿、蓝，只把红留下来，那这片CCD上记录下来的光线强弱就是红光的了。滤掉红、蓝，那这片CCD上记录下来的光线强弱就是绿光的。蓝光的也相同。3片记录

8、下三种光线的强弱，也就是三原色的色彩通道了。合在一起完美的图像就出来了。这里要很强调一个问题：聪明的朋友一定会想到，一束光进入相机照在3块CCD上，而每个CCD只占全部CCD面积的三分之一，那不是就等于这块CCD只记录了所有光的三分之一。如果它记录红光，它也只记录到所有红光的三分之一。而另两块CCD根本不记录红光。那不说3CCD总面积的红光被记丢了三分之二，那不是色彩丢失了？那这叫什么完美记录呀！说得对，所以相机