TC237B型CCD图像传感器的原理及应用
https://www.doczj.com/doc/c7350216.html, 2008年07月29日社区交流
关键字：机器视觉指纹传感器双绕组感应发电机中央门锁控制交流驱动系统霍尔效应内容摘要：TC237B是美国德州仪器(TI)公司生产的黑白电荷耦合器件(CCD)图像传感器。详细介绍TC237的主要特点，引脚功能和结构原理，最后给出TC237B在嵌入式图像采集系统中的具体应用实例。
1 引言
TC237B是TI公司生产的一款1/3英寸的帧转移方式的电荷耦合器件(CCD)图像传感器。它有340 000个像素，其中有效像素为658x496，能广泛应用在黑白电视系统、电脑、工业检测等需要低成本和小尺寸的场合。
TC237B的图像感光区由500行像素组成，每行有680个像素，其中每行有22个像素用于提供参考黑电平。它的反模糊特性基于一种先进的横向溢出漏级概念。传感器能在低暗电流下，作为一款658(H)x496(V)的传感器在隔行模式下工作；同时，TC237B的另一个重要特性是它能每帧采集340000个像素。传感器还具有高速图像传输特性，并且能在不损失敏感度和分辨率的情况下进行持续电子曝光控制。感光电荷在一个高性能的，带有复位和参考电平发生器的结构中转换成13μV/e的信号电压。产生的信号进一步通过低噪音的二阶信号源输出放大器进行缓冲，从而提高输出的驱动能力。
TC237B型图像传感器采用了TI公司特有的先进虚拟阶段(A VP)技术。A VP技术能使传感器具有高蓝色响应、低暗电流、高光响应一致性和单相时钟等优点。
2 主要特点和引脚功能
图1示出TC237B型图像传感器采用12引脚双列直插封装的引脚排列，其引脚功能如表l所列。TC237B的主要特点如下：
●高分辨率，1/3英寸固态传感器；
●每场可达340 000个像素；
●帧存储；
●具有658(H)x496(V)有效像素，兼容电子调中；
●有多种读出模式特性：逐行扫描方式、隔行扫描方式、双行同时读出模式、图像区行累加、拖影消减；
●快速单脉冲图像区清除特性；
●能进行1/60~1/50 000秒的持续电子曝光控制；
●7.4 μmx7.4 μm像素；
●先进横向溢出漏级反模糊技术；
●暗电流小；
●感光反应一致性高；
●动态范围大：
●光敏感度高；
●蓝色响应高；
●无图像老化、图像残留、图像失真、图像延迟或颤噪效应等现象。
3 内部结构
TC237B由4个基本功能模块组成：图像感光区、图像存储区、串行寄存器和带有电荷检测及独立复位的低噪音信号处理放大器模块，其原理框图如图2所示。
3.l 图像感光区和图像存储区
图像感光区和存储区占据了TC237B的大部分面积，分别拥有340 000个像素。当光射进图像感光区的硅元件时，将产生电子——空穴对，并聚集在势阱之中。在开始一段新的感光时间前，只需在溢出漏级施加1个1μs以上的脉冲就可以消除图像。图像存储区的像素数和感光区的相同，尺寸比感光区的略小，并且被外壳遮盖以免受到外界光的照射影响，这样，感光完成后一场感光电荷就可以传送到存储区。感光电荷从感光区传送到存储区的过程叫做并行传输。并行传输的时间取决于读出模式是隔行扫描还是逐行扫描。当使用逐行扫描模式时，信号还可以选择单通道读出或双通道快速读出。
在图像感光区的左部，每行有22个像素被金属遮光屏覆盖。这些暗像素可以为图像的后继处理电路提供黑参考电平。除此以外，在图像感光区和图像存储区间有4行像素同样被金属遮光屏覆盖，它们的存在避免了感光区的电荷泄漏到存储区中。
3.2 串行寄存器和信号读出
感光电荷在存储区门和串行门的控制下将一行一行地从存储区传送到1个或2个寄存器。使用1个或2个寄存器取决于采用何种读出模式。当使用2个寄存器时，信号的读出是并行的。
当像素被传送到串行寄存器后，它们将随时钟送出并由一个电荷探测节点所检测。探测节点必须在下一个像素到达之前先复位到一个参考电平。而串行寄存器的读出时序需要符合相关双采样(CDS)的要求。当电荷送到探测节点上时，节点上的电势按比例地转变成相应数量的接收电荷。这种转变由一个MOS晶体管感测。信号在适当缓冲后将提供给图像传感器的输出端。
4 在嵌入式图像采集系统中的应用
嵌入式图像采集系统主要由TC237B图像传感器、驱动电路、模拟前端、CPID、ARM 7TDMI处理器、FIFO组、SDRAM存储器等组成，其原理如图3所示。
在本系统中，CPID是采集系统的控制核心，也是TC237B的信号时钟发生器。采集时，TC237B在CPLD提供的驱动时钟作用下完成光电转换，并把图像信号串行发送到模拟前端。图像信号经过模拟前端的信号调整和A/D转换后，转化为8-bit的数字量。然后在CPL
D的调配下，经过FIFO组的缓冲，由ARM处理器把数字量存放到SDRAM中，从而实现图像的采集。
如上所述．TC237B有多种读出模式，本系统采用的是逐行扫描单通道输出模式。选用这种模式只需要对输出的CCD信号使用1个通道的模/数转换即可，从而使得后继的信号处理变得更为简单，适合于对时间要求不特别高的场合。图4示出TC237B采用逐行扫描单通道输出时采集一帧图像的时序。
采集一帧图像要经过图像清除、感光、并行传输和读出4个阶段。其中，读出阶段需时最长。当需要采集时，ARM处理器发出采集信号，告知CPLD采集开始。在开始新的采集前，TC237B先复位先前所有的状态并清除图像信息。这种清除只需把ODB信号提升至26V并维持lμs以上即可。清除完成后，进入感光期。感光时间也是曝光长度。短时间曝光会使C CD受到较小的光子冲击，形成一幅曝光不足的低照度图像；相反，长时间曝光可形成一幅感光过度的图像。在光线很弱的场所，例如天文摄影，长时间曝光是必要的。设计者应该根据实际情况，配合光学系统，选择适当的曝光时间。
曝光时间完成后意味着光电转换已经完成，将进入并行传输阶段把电荷转移出去。
并行传输是由IAGl、IAG2、SRG、SAG四个信号的一系列时钟脉冲完成的。图像感光区是二相结构的，lAGl门连接感光区的所有奇数行像素，IAG2门则连接了感光区的所有偶数行的像素。因此在并行传输阶段，只要同时给IAGl门和lAG2门发1个脉冲，奇偶行的像素同时下移1个单位，从而实现l行像素下移到存储区。这里lAGl和IAG2脉冲信号必须没有相位差，否则会引起电荷的叠加，使图像失真。由于存储区是单相结构，所以当l行像素下移到存储区后只需往SAG门发送1个脉冲就可以把存储区的所有像素下移1个单位，为接收感光区的下1行像素准备空间。这样，经过500个脉冲后1帧图像就完成了帧存储。
要注意的是，由于在并行传输期间感光区仍在感光，因此如果并行传输的频率太低，像素信号在传送到存储区的同时仍在积累电荷，从而形成带有垂直拖尾的图像。这是在帧间转移CCD中常见的问题。为了避免拖尾效应，并行传输的时间应远小于感光时间。垂直拖尾百分比(rs)可以按下式计算：
其中，txfer是并行传输时间；tint是感光时间；nIA是图像的行数；fxfer是并行传输的频率。
本系统并行传输的频率为2.5 MHz，曝光时间选为1/60 s，按照式(1)可求出垂直拖尾百分比为0.125％。
采集图像的最后1个阶段就是要把存储区的像素经过串行寄存器发送到输出端。读出期包含行传输和串行读出过程，这2个过程均由SAG和SRG的时钟脉冲完成。首先在行传输期间,SAG信号和SRG信号先后各以1个脉冲把一行像素送到串行寄存器2中。然后，SRG信号在684个时钟脉冲驱动下把整个串行寄存器的所有像素逐一送出。如此循环500次，一帧图像就从传感器的输出端发送出去。
整个采集时间大约154 ms,可以满足各种场合的需要。
TC237B的整个工作时序的软件设计是在MAX+plus Ⅱ环境中用VHDL语言实现的。根据时序的各个时段进行有限状态机的设计。各个状态的转移如图5所示。
状态A：空闲状态；
状态B：CCD清除状态；
状态C：感光状态；
状态D：并行传输状态；
状态E：把一行像素移进串行寄存器；
状态F：串行读出像素；
状态G：完成。
1036×1010像素CCD图像传感器TC281
类别：显示与光电阅读：1360
作者：浙江师范大学武林陈永花来源：《国外电子元器件》
摘要：TC281是美国德州仪器公司（TI）生产的1036×1010像素CCD图像传感器。本文介绍了它的主要特点、引脚功能和结构原理，并给出了它的典型应用电路。关键词：TC281 CCD 图像传感器像素 1 概述TC281是一种帧传输电荷耦合器件（C C）图象传感器，它具有高清晰度的图像探测能力，可应用于图像处理，如机器人视觉、医学X射线分析和计量学等。它在水平和垂直方向上的图像感测区域范围均为8mm，对角线为11.3mm，传感器图像区域为8μm2像素。暗基准信号可从定位于图像区域和存储区域之间的10个暗其准行中获得，有28个暗其准像素定位在每个水平行的左边沿，另外8个暗基准像素定位在每个水平行的右边沿。TC281存储器由1010行组成，每行有1036像素。该区域远见卓识金属层保护以避免光的照射。在传感器图像区域产生的光电荷能在110μs之内将图像传输到存储器区域。在图像捕获完成（集参时间）并传输到存储器后，便由后输荷完成对图像的读出。读出时，每次读出一行并将其送入定位在存储区域下面的串行寄存器。而串行寄存器包含1036个有效像素和9个虚拟像素。最大的串行寄存器数据率为每秒40兆像素。如果必须清除存储区域内所有电荷，则可使电荷快速通过串行寄存器，并传输到位于寄存器下面的清除漏极。高效电荷容量检
测（BCD）节点把电荷从每个像素转换为一个输出电压，并经过一个低噪声二级源极跟随放大器进行放大，其目的是在送到输出端之前进一步缓冲该电压信号。这种传感器很容易实现每秒30帧的读出率。传感器的霜保护是基于一个先进的横向溢出漏极（ALO D）。当合适的直流偏置用于溢出漏极时，反霜功能被激活。这种保护能够清除图像区域的全部电荷。这一点的实现是靠提供至少1μs持续时间的单个10V脉冲信号到溢出漏极来完成的。TC281图像传感器使用TI公司专用的先进虚拟阶段（AVP）技术、横向溢出漏极和BCD检测节点。这些特征可给TI图像检测设备提供高蓝色响应、近IR 高灵敏度、低暗电流、高光响应一致性和单相时钟。TC281工作温度范围为-10℃～40℃。
2 主要特点和引脚功能TC281采用双列直插封装，其引脚排列如图1所示，各引脚的功能如表1所列。TC281的主要特点如下：●分辨率高，为固态帧传输图像传感器；
●图像区域对角线为11.3mm；●具有1000（H）×1000（V）有效像素数；●每秒可扫描30帧；●8μm2像素区域；●暗（无照）电流低；●反霜先进的横向溢出漏极；●具有单脉冲图像区域清除能力；●具有超过60dB的动态范围；●灵敏度和量子效率很高；●可通过TI先进的BCD节点技术进行非破坏性电荷检测；●近红外（IR）高灵敏度和高蓝色响应；●无图像老化、图像残留、图像失真、图像滞后或颤噪效应等现象。
表1 TC281引脚功能引脚名称引脚号I/O 功能ADB 9 I 放大器漏极偏置供给电压CDB 140 I 清除漏极偏置供给电压IAG 3,20 I 图象区域区NC 16 无内部连接ODB 2 I 供给电压溢出漏极反敷霜偏置OUT 8 O 输出信号RST 12 I 复位门SAG 5,6 I 存储区域门SRG 15 I 串行寄存器门SUG 1,47,17,18,19,22 衬底
和时钟返因TDB 21 NC 测试二极管供给电压TRG 14 I 传输门BGATE 11 I BCD 节门偏置电压VSOURCE 13 I BCD节源偏置电压3 结构原理TC281图像传感器由图像感测区域、LAOD、存储区域、串行寄存器和带缓冲放大器的BCD节点5个基本功能块组成，其原理方框图如图2所示。
3.1 图像感测区域图像感测区域包含1036×1010像素数。金属遮不屏在感测区域可覆盖左边沿上的28个像素、右边沿上的8个像素和感测区域底部的10行。暗像素信号在视频信号处理期间用作暗参考。暗参考以相同的速率积累暗电流作为有效地址，以代表真实的黑电平信号。当光在图像区域内进入有效光地址时，将产生电子空穴对，其电子将在像素势阱被收集。该势阱的有限电荷存储容量由像素设计决定。当亮像素超过产生的电子数极限时，电子将溢出到附近的像素而引起图像模糊。为避免这些现象的产生，可让感测区域内每行的一对象素分担横向溢出漏极结构，并利用这一结构提供从1 000到1不良现象的防护墙。3.2 先进的横向溢出漏极先进的横向溢出漏极结构由两个相邻的像素分担，该结构还可以在传感器中提供若干单一特性。可通过改变漏极直流偏压来控制光圈保护电平，并将其转化为热阱容量。在标称直流偏置电平上，用最小持续时间为1μs/10V脉冲可使图像区域内的电荷被彻底清除。这个特性可使帧与帧之间的集成时间得到精确控制。在集成开始前，单个脉冲清除能力通常消除像素的积累电荷（单面涂片）也能减少涂片。在并行传输期间，建议用2V负脉冲来防止由于与列像
素势阱能量的轻微变化所导致的图像不清楚。3.3 存储区域当电荷在读出前被存储时，用金属遮光屏盖住存储区域可防止电荷进一步集成。长期休眠后，在单一射击模式下使用传感器时，必须清除多重存储区域以确保全部电荷的移动（见图3）。3.4 串行寄存器串行寄存器可以40MHz的最大速率从传感器区域传输数据，这样便可以以每秒30帧的帧频完成1000×1000像素的读出。数据将在SRG时钟脉冲的下降沿被传输到B CD节点。数据也能从并行方向的串行寄存器传输到清除漏极，并允许部分行读出。这种工作模式计时指的是在对TRG计时的同时，将下一行从存储器传输到串行寄存器。为提高设备灵敏度，在列内的多重像素贮藏器可在寄存器读出前，通过多重行传输到串行寄存器被执行。这种工作模式一睥计时如图4所示。切记不要转移太多行，也不要超过串行寄存器的势阱容量。在水平贮藏用于传感器时，可通过适当的复位脉冲空指令在BCD检测节点来完成。3.5 大量电荷检测节点和输出放大器TC281图像传感器使用专门的TI电荷检测设备呼叫暗电荷检测节点。在这个节点，信号电子包被传输到一只单独设计的P沟道MOS晶体管下面，并在此处调制晶体阈值电压。被检测的阈值电压的变化代表期望的输出信号。在检测完成后，可通过复位脉冲电荷从这个节点消除。B CD电荷检测的主要优点之一是电荷感测的非破坏性。由于非破坏性读出不产生复位噪声，因此不必进行CDS后处理。另外BCD电荷检测还具有速度高和噪声低的优点。使用时，建议将射极输出器的输出缓冲用于TI图象传感器，同时把射极输出器交流耦合到其它的信号处理电路。因为用交流耦合可消除传感器输出在直流稳定性和传感器输出直流电平的变化。
4 应用电路图5为TC281的典型应用电路，其中电路的供给电压VDD应选12V，VCC应为2V，VAA可采用-100电源，而VTST的取值范围在5～8V之间。另外，在该电路中，还需要注意以下三点：A.建议用TC281来设计交流耦合系统；B.尽量采用用户自定义计时器输入； C.不显示电源退耦电容。
CCD图像传感器 CCD（Charge Coupled Device）全称为电荷耦合器件，是70年代发展起来的新型半导体器件。它是在MOS集成电路技术基础上发展起来的，为半导体技术应用开拓了新的领域。它具有光电转换、信息存贮和传输等功能，具有集成度高、功耗小、结构简单、寿命长、性能稳定等优点，故在固体图像传感器、信息存贮和处理等方面得到了广泛的应用。CCD图像传感器能实现信息的获取、转换和视觉功能的扩展，能给出直观、真实、多层次的内容丰富的可视图像信息，被广泛应用于军事、天文、医疗、广播、电视、传真通信以及工业检测和自动控制系统。实验室用的数码相机、光学多道分析器等仪器，都用了CCD 作图象探测元件。 一个完整的CCD器件由光敏单元、转移栅、移位寄存器及一些辅助输入、输出电路组成。CCD工作时，在设定的积分时间内由光敏单元对光信号进行取样，将光的强弱转换为各光敏单元的电荷多少。取样结束后各光敏元电荷由转移栅转移到移位寄存器的相应单元中。移位寄存器在驱动时钟的作用下，将信号电荷顺次转移到输出端。将输出信号接到示波器、图象显示器或其它信号存储、处理设备中，就可对信号再现或进行存储处理。由于CCD光敏元可做得很小（约10um），所以它的图象分辨率很高。 一．CCD的MOS结构及存贮电荷原理 CCD的基本单元是MOS电容器，这种电容器能存贮电荷，其结构如图1所示。以P型硅为例，在P型硅衬底上通过氧化在表面形成SiO2层，然后在SiO2上淀积一层金属为栅极，P型硅里的多数载流子是带正电荷的空穴，少数载流子是带负电荷的电子，当金属电极上施加正电压时，其电场能够透过SiO2绝缘层对这些载流子进行排斥或吸引。于是带正电的空穴被排斥到远离电极处，剩下的带负电的少数载流子在紧靠SiO2层形成负电荷层（耗尽层），电子一旦进入由于电场作用就不能复出，故又称为电子势阱。 当器件受到光照时（光可从各电极的缝隙间经过SiO2层射入，或经衬底的薄P型硅射入），光子的能量被半导体吸收，产生电子-空穴对，这时出现的电子被吸引存贮在势阱中，这些电子是可以传导的。光越强，势阱中收集的电子越多，光弱则反之，这样就把光的强弱变成电荷的数量，实现了光与电的转换，而势阱中收集的电子处于存贮状态，即使停止光照一定时间内也不会损失，这就实现了对光照的记忆。
ＣＣＤ（Charged Coupled Device）于１９６９年在贝尔试验室研制成功，之后由日商等公司开始量产，其发展历程已经将近３０多年，从初期的１０多万像素已经发展至目前主流应用的５００万像素。ＣＣＤ又可分为线型（Linear）与面型（Area）两种，其中线型应用于影像扫瞄器及传真机上，而面型主要应用于数码相机（DSC）、摄录影机、监视摄影机等多项影像输入产品上。 一般认为，ＣＣＤ图像传感器有以下优点： 1. 高解析度（High Resolution）：像点的大小为μm级，可感测及识别精细物体，提高影像品质。从早期1寸、1/2寸、2/3寸、1/4寸到最近推出的1/9寸，像素数目从初期的10多万增加到现在的400～500万像素； 2. 低杂讯（Low Noise）高敏感度：ＣＣＤ具有很低的读出杂讯和暗电流杂讯，因此提高了信噪比（SNR），同时又具高敏感度，很低光度的入射光也能侦测到，其讯号不会被掩盖，使ＣＣＤ的应用较不受天候拘束； 3. 动态范围广（High Dynamic Range）：同时侦测及分办强光和弱光，提高系统环境的使用范围，不因亮度差异大而造成信号反差现象。 4. 良好的线性特性曲线（Linearity）：入射光源强度和输出讯号大小成良好的正比关系，物体资讯不致损失，降低信号补偿处理成本； 高光子转换效率（High Quantum Efficiency ）：很微弱的入射光照射都能被记录下来，若配合影像增强管及投光器，即使在暗夜远处的景物仍然还可以侦测得到； 5. 大面积感光（Large Field of View）：利用半导体技术已可制造大面积的ＣＣＤD晶片，目前与传统底片尺寸相当的35mm的ＣＣＤ已经开始应用在数码相机中，成为取代专业有利光学相机的关键元件； 光谱响应广（Broad Spectral Response）：能检测很宽波长范围的光，增加系统使用弹性，扩大系统应用领域； 6. 低影像失真（Low Image Distortion）：使用CCD感测器，其影像处理不会有失真的情形，使原物体资讯忠实地反应出来； 7. 体积小、重量轻：CCD具备体积小且重量轻的特性，因此，可容易地装置在人造卫星及各式导航系统上； 8. 低秏电力，不受强电磁场影响；
CCD图像传感器的特性一般包括光谱特性、分辨率、暗电流、灵敏度和动态范围等。 1、光谱特性 CCD图像传感器具有很宽的感光光谱范围，其感光光谱可延伸至红外区域，利用此特性，可以在夜间无可见光照明的情况下，用辅助红外光源照明，也能使CCD图像传感器清晰地成像。光波的波长范围从几纳米到1 mm，即10-9 ~10-3m，而人眼的感光范围只在0.38~0.78 μm的范围。CCD器件的光谱响应范围宽于人眼的视觉范围，一般在0.2~1.1μm的波长范围内。特种材料的红外CCD 的波长响应可扩展到几微米，即CCD 的光谱响应范围从远紫外，近紫外，可见光到近红外区，甚至到中红外区。2、分辨率 分辨率是CCD的最重要的特性，一般用器件的MTF（Modulation Transfer Function）即调制转移函数来表示。需要说明的是，CCD芯片的分辨率与后面提到的CCD摄像机的分辨率的定义是不同的。3、暗电流 暗电流产生的主要原因在于CCD器件本身的缺陷，而且这种器件本身还使得暗电流的产生也不均匀；暗电流限制了器件的灵敏度和动态范围；暗电流的大小与温度的关系极为密切，温度每降低100C，暗电流约减少一半。 4、灵敏度和动态范围 CCD的灵敏度一般用最低照度表示，所谓灵敏度高就是要求在很低的照度下也能输出较为清晰（轮廓）的图像。动态范围是势阱中可存储的最大电荷量和噪声决定的最小电荷量之比。CCD势阱中可容纳的最大信号电荷量取决于CCD电极面积及器件结构，时钟驱动方式及驱动脉冲电压的幅度等因素。
5、弥散现象（Blooming) 由于CCD势阱对光信号电荷的收容能力有一定的限度，所以，当高照度光局部地照射CCD单元时，电荷量将从势阱溢出，并流入邻近势阱，光产生的图像就会失真，这就是弥散现象。 6、噪声 CCD的噪声源主要有以下几种：电荷注入器件产生的噪声;电荷转移时,电荷量波动产生的噪声;电荷读出时的噪声。
CMOS/CCD图像传感器的工作原理 虽是老声常谈，不过对于我这样的非专业人士来讲，还是要时常温习下一些基本概念的，虽然早先系统比较过 coms 和ccd ，但时间久了某些细节问题还是不能及时脱口而出。特zz一篇，写的不错。具体构造方面的细节比较，还得自己查书了。因最近正在用sony的HDV-Hc1，用的是cmos感光元件，现在的cmos产品越来越多了，前景大好。 无论是CCD还是CMOS，它们都采用感光元件作为影像捕获的基本手段，CCD/CMOS感光元件的核心都是一个感光二极管（photodiode），该二极管在接受光线照射之后能够产生输出电流，而电流的强度则与光照的强度对应。但在周边组成上，CCD的感光元件与CMOS的感光元件并不相同，前者的感光元件除了感光二极管之外，包括一个用于控制相邻电荷的存储单元，感光二极管占据了绝大多数面积—换一种说法就是，CCD 感光元件中的有效感光面积较大，在同等条件下可接收到较强的光信号，对应的输出电信号也更明晰。而CMOS感光元件的构成就比较复杂，除处于核心地位的感光二极管之外，它还包括放大器与模数转换电路，每个像点的构成为一个感光二极管和三颗晶体管，而感光二极管占据的面积只是整个元件的一小部分，造成CMOS传感器的开口率远低于CCD （开口率：有效感光区域与整个感光元件的面积比值）；这样在接受同等光照及元件大小相同的情况下，CMOS感光元件所能捕捉到的光信号就明显小于CCD元件，灵敏度较低；体现在输出结果上，就是CMOS传感器捕捉到的图像内容不如CCD传感器来得丰富，图像细节丢失情况严重且噪声明显，这也是早期CMOS 传感器只能用于低端场合的一大原因。CMOS开口率低造成的另一个麻烦在于，它的像素点密度无法做到媲美CCD的地步，因为随着密度的提高，感光元件的比重面积将因此缩小，而CMOS开口率太低，有效感光区域小得可怜，图像细节丢失情况会愈为严重。因此在传感器尺寸相同的前提下，CCD的像素规模总是高于同时期的CMOS传感器，这也是CMOS长期以来都未能进入主流数码相机市场的重要原因之一。每个感光元件对应图像传感器中的一个像点，由于感光元件只能感应光的强度，无法捕获色彩信息，因此必须在感光元件上方覆盖彩色滤光片。在这方面，不同的传感器厂商有不同的解决方案，最常用的做法是覆盖RGB红绿蓝三色滤光片，以1：2：1的构成由四个像点构成一个彩色像素（即红蓝滤光片分别覆盖一个像点，剩下的两个像点都覆盖绿色滤光片），采取这种比例的原因是人眼对绿色较为敏感。而