数码相机感光元件
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数码相机的有关知识CCD VS CMOS数码相机的核心或关键的技术是什么?自然是有着“数码相机的心脏”之称的感光元件了。
传统相机使用胶卷作为影像记录的载体,而感光元件就相当于数码相机的“胶卷”,它能够将光线转换成电荷信号,数码相机通过内部运算将感光元件采集的电荷信号转换为可见的电子格式保存在存储卡上,让我们得以从相机的液晶显示器上看到拍摄效果。
数码相机的发展道路,可以说就是感光元件的发展道路。
目前数码相机常用的感光元件有两种,一种是CCD(电荷耦合器件图像传感器)感光元件,另一种是CMOS(互补金属氧化物半导体)图像传感器,两者都是利用感光二极管进行光电转换,将光线转换为电荷信号,而其主要差异是电荷传输方式不同。
CCD中每一行每一个像素的电荷数据都会依次传送到下一个像素中,由最底端部分输出,再经由传感器边缘的放大器进行放大输出;而在CMOS传感器中,每个像素都会邻接一个放大器及A/D转换电路,用类似内存电路的方式将数据输出。
如下图所示:由于构造上的差异,CCD可以充分保证电荷信号在传送时不会失真,每个像素可以集合至单一放大器统一处理;而CMOS的工艺相对简单,没有专属通道设计,数据在传送距离较长时会产生噪声,因此必须先放大再整合各个像素的数据。
以上差异的存在,使得CCD与CMOS在效能与应用上有很多差异,这些差异包括感光度差异、制造成本差异、分辨率差异、噪声差异和耗电量差异。
1、感光度差异:由于CMOS每个像素均包含放大器与A/D转换电路,使得每个像素的感光区域远小于像素本身的表面积,因此同样大小的感光器尺寸在像素相同像素下,CMOS的感光度要低于CCD。
2、制造成本差异:由于CMOS采用的是一般半导体电路最常用的标准工艺,可以利用现有的半导体制造流水线,不需额外投资生产设备,从而节约制造成本,并且品质可随半导体技术的进步而提升;而CCD采用电荷传递的方式传输数据,只要其中有一个像素不能运行,就会导致一整排的数据不能传输,因此CCD的成品率要远低于CMOS,并且随着CCD尺寸的增加,其生产线往往要进行相应调整,这就导致CCD的制造成本要远远高于CMOS。
从像素、感光元件与画质谈数码相机的优劣名词解释:像素:“像素”(Pixel)是用来计算数码影像的一种单位,一个像素通常被视为图像的最小完整采样。
如同胶片摄影的相片一样,数码影像也具有连续性的浓淡阶调,若把影像放大数倍,会发现这些连续色调其实是由许多色彩相近的小方点所组成,这些小方点就是“像素”(Pixel)。
感光元件:感光元件是数码相机的核心,也是最关键的技术。
数码相机的发展道路,可以说就是感光元件的发展道路。
数码相机的感光元件有两种: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。
与传统相机相比,感光元件就是数码相机不用更换的“胶卷”。
画质:就是画面质量。
包括锐度、解析度、对比度、宽容度、细节表现、噪点控制、色域范围、色彩纯度、色彩饱和度、色彩平衡等等的综合体现。
数码相机的发展进程,展现在大众面前最直观的一点就是像素的飞速攀升。
口袋型数码相机(DC)的像素早已上升到了1600万以上,数码单反(DSLR)则到了2400万以上,而适马的SD1作为一款APS-C 画幅的相机,更是标称达到了4600万像素。
像素的高低,成了各商家产品的一大卖点,也成了大众买家津津乐道的话题。
那么,高像素就一定比低像素的相机优秀?当然不是,我们要明白,像素的高低仅仅决定图像的尺寸大小,在感光元件尺寸较大的DSLR上,较高的像素还意味着更多的细节和更加丰富的色彩表现。
像素的高低对我们有多大影响呢?第一,要明白我们买相机的目的是什么:日常生活记录,还是从事专业摄影?第二,要明白我们拍摄完的照片是存在电脑上收藏,还是冲印出来,或者用于杂志、海报等商业领域?我想,大多数的家庭会存于硬盘,挑选出满意的一部分再冲印出来入册,只有少部分用于商业活动。
那么,我们到底需要多高像素的照片呢?冲洗6寸照片的需求为1800×1200像素,300DPI,也就是仅需要216万像素;A4大小的精美杂志为2480×3508像素,即870万像素,即使跨版的A3尺寸印刷,1500万的像素也足够了。
数码相机常用感光元件尺寸对照表(2013-02-17 15:51:38)转载▼标签:分类:杂文娱乐随着数码技术的发展,出现了新的传感器画幅标准(如刚刚发布的尼康1系列V1/J1、索尼RX100都采用了1英寸的CX画幅),一些单反传感器的尺寸也悄悄的出现了“缩水”。
比如当时的佳能30D的CMOS 是22.5×15mm,到了7D/60D变成了22.3×14.9mm,尼康D70s的CCD是23.7×15.6mm,到了D7000/5100变成了23.6×15.6mm。
为了适应新的数码相机传感器的尺寸标准,特将目前最新型号数码相机/数码单反经常采用的成像传感器尺寸按比例制作成图片、表格进行对比。
数码相机的感光元件CCD/CMOS相当于传统相机的底片。
家用小数码相机(DC)的CCD尺寸通常有1/2.5英寸、1/1.8英寸、2/3英寸等,它们有什么不同?这一尺寸会影响到数码相机的什么功能?数码相机规格表中的CCD/CMOS一栏经常写着“1/2.5、1/1.8英寸CCD等。
这里的“1/2.5英寸”就是CCD的尺寸,实际上就是CCD对角线的长度。
不过,这里的1英寸并不等于25.4mm,而是1英吋CCD Size = 长12.8mm×宽9.6mm = 对角线为16mm之对应面积。
也就是说1英寸相当于16mm。
因为在CCD/CMOS成像元件问世之前,电视摄像机中采用的是真空管成像元件,那时的传感器尺寸指的是真空管的外径,即包含了外层玻璃管的尺寸,1英吋真空管的内径(成像圆直径)为16mm,已经成了一种行业“规范”,因此,到了CCD/CMOS成像元件问世后,也就沿用了这个“规范”。
真空管影像传感器有了固定单位的CCD 尺寸就不难了解余下CCD 尺寸比例定义了,例如: 1/2" CCD的对角线就是1"的一半为8mm,面积约为1/4,1/4" 就是1"的1/4,对角线长度即为4mm。
数码相机传感器类型介绍传感器是数码相机中最核心的部件之一,它承担着将光信号转换为数字信号的重要任务。
相机传感器的类型多种多样,不同的传感器类型在像素、噪点、动态范围等方面都有所不同。
本文将介绍几种常见的数码相机传感器类型。
一、CMOS传感器CMOS传感器即互补金属氧化物半导体传感器,是目前数码相机中最常见的传感器类型。
CMOS传感器具有很高的像素密度,可以实现更高的分辨率。
此外,CMOS传感器具有低功耗、高帧率和良好的性价比等优势。
相比于其他类型的传感器,CMOS传感器对电源的需求更低,延长了相机的续航时间。
二、CCD传感器CCD传感器即电荷耦合器件传感器,是早期数码相机中常见的传感器类型。
CCD传感器通过将光信号转换为电荷信号来进行图像采集,后续再将电荷信号转换为数字信号。
CCD传感器在传感器尺寸较小时,可以获得较低的噪点和较宽的动态范围。
然而,CCD传感器相比于CMOS传感器来说更加昂贵,功耗也更高,限制了其在现代数码相机中的广泛应用。
三、FOVEON传感器FOVEON传感器是Sigma相机上采用的一种特殊传感器,它是基于颜色分隔原理工作的。
FOVEON传感器利用层层叠加的感光元件,每一层元件对应一种颜色的光信号。
这种结构允许FOVEON传感器准确获取图像中的颜色信息,从而提供更具真实感的图像效果。
然而,FOVEON传感器在像素密度和高ISO性能方面相对较低,限制了其在高端相机中的应用。
四、BSI传感器BSI传感器即背照式传感器,是近年来相机中的新兴传感器技术。
与传统的传感器不同,BSI传感器通过将电路面朝上直接与光接触,从而提高了光的接收效率。
BSI传感器在低光条件下具有更好的表现,能够提供更低的噪点和更高的动态范围。
此外,BSI传感器还具有更高的像素密度和更快的数据传输速度,进一步提升了相机的性能。
总结:不同类型的数码相机传感器各具特点,在选择相机时需要根据个人需求和使用场景作出合理的选择。
摄像头感光元件近年来,随着科技的不断发展,摄像头已经成为人们生活中不可或缺的一部分。
不管是手机、电脑、智能家居还是工业领域,都需要摄像头进行图像的捕捉、传输和处理。
而摄像头感光元件作为摄像头最核心的部分,对图像的质量和稳定性直接影响着摄像头的性能。
本文将介绍摄像头感光元件的种类、结构和优势。
一、 CCD感光元件CCD (Charge Coupled Device)感光元件是目前最常见的摄像头感光元件之一。
它由若干个像素组成,每个像素转换光能为电荷能力。
CCD的构架很简单,就是一堆同样布局的像素。
每个像素都有一个光电二极管,用来把光信号转换为电荷。
每个像素都使用多个3MOS传感器作为前端,将RGB三原色中的颜色分隔开来。
CCD感光元件的优势在于其高动态范围、抗干扰性好、颜色还原度高等特点。
当然,也有不足之处,比如功耗大、噪点随着曝光时间的增加而增加等。
目前,CCD感光元件已被应用于一些专业领域,如医学扫描、天文学观测等。
二、 CMOS感光元件CMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor)感光元件是近年来迅速发展起来的一种新型感光元件,它由一个逐行扫描电路构成,并且每个像素都有一个逻辑电路,可以直接输出数字信号。
CMOS的结构相比于CCD较为复杂,但若干年来其性能超越了CCD,成为目前市场上最主流的摄像头感光元件。
CMOS感光元件的优势在于成本低、低功耗、集成度高等特点。
此外,CMOS可以在自身上添加相应的内置电路,对信号进行处理和编码,产生更高质量的信号。
包括IMX322和OV4689,基于全离子阱带的夏普技术、Samsung SmartSens,它们可以用于安防、车载摄像头等领域。
三、BSI-CMOS感光元件BSI-CMOS(Backside Illuminated CMOS)感光元件,直译为背照式CMOS感光元件,是一种将制造工艺倒过来制造出来的一款感光元件。
数码相机的感光元件介绍随着科技的不断发展,数码相机已成为人们记录生活的重要工具之一。
而其最重要的组成部分之一就是感光元件。
本文将介绍数码相机的感光元件,包括主要类型、原理以及应用。
一、CCD感光元件CCD(Charge Coupled Device)感光元件是较早应用于数码相机的一种技术。
它采用了电荷耦合器件作为光电转换的基础,能够将光电信号转化为电信号。
CCD感光元件通常由感光单元阵列组成,每个单元能够感受到光线并将其转化为电荷。
这些电荷被逐渐传递到输出端,形成图像。
CCD感光元件具有许多优点。
首先,它具有较高的像素质量和较低的噪点,能够提供清晰、细腻的图像。
其次,它具有较宽的动态范围,能够在明暗变化较大的场景下保持细节的丰富性。
此外,CCD感光元件对色彩的还原较为真实,能够准确还原拍摄对象的颜色。
然而,CCD感光元件也存在一些缺点。
首先,由于其制作工艺的限制,CCD感光元件往往较大,不利于相机的小型化设计。
其次,CCD感光元件能耗较高,在长时间连续拍摄时容易发热,影响相机性能。
另外,CCD感光元件的读取速度较慢,不适合拍摄快速移动的物体。
二、CMOS感光元件CMOS(Complementary Metal-Oxide-Semiconductor)感光元件是近年来相机领域使用较多的一种技术。
与CCD感光元件相比,CMOS感光元件采用了不同的工艺和结构。
它可以直接将光信号转化为电信号,并通过晶体管进行放大和读取。
CMOS感光元件具有许多优势。
首先,由于其制作工艺较为成熟,CMOS感光元件可以实现更小尺寸和更高像素的设计,适用于小型相机和手机等设备。
其次,CMOS感光元件具有低功耗和高读取速度的特点,能够满足快速连拍的需求。
此外,CMOS感光元件还具有较低的热噪点、较高的灵敏度和良好的色彩还原能力。
然而,CMOS感光元件也存在一些局限性。
首先,由于其结构和工艺的限制,CMOS感光元件的像素质量和动态范围相对较低,在高对比度场景下可能出现丢失细节的问题。
数码相机感光元件选购攻略感光元件面对数码相机多达几十种的品牌、上千款型号的产品,以及不计其数的经销商,消费者该如何选择适合自己的数码相机产品呢?今天我们结合前面的数码相机横向评测以及前沿技术的内容,从影像核心感光元件(CCD和CMOS)的角度帮助大家选择适合自己的数码相机产品。
在数码相机中有3个核心部件直接影响画质,它们分别是镜头、感光元件和图像处理系统。
提到数码相机的感光元件我们首先要了解CCD和CMOS这两个名词,它们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。
感光器件的面积越大,也教师CCD/CMOS面积越大,相同时间段中捕获的光线就越多,感光性能就越好,信噪比越高。
感光元件的尺寸影响成像效果的关键因素感光元件的尺寸影响成像效果的关键因素感光元件的尺寸是影响感光元件成像效果的一个关键因素。
传统的照相机胶卷尺寸为35mm,35mm为胶卷的宽度(包括齿孔部分),35mm胶卷的感光面积为36mmx24mm(长x 宽)。
换算到数码相机,感光面积的对角长度越接近35mm,CCD/CMOS尺寸就越大。
在单反数码相机中,很多都是拥有接近35mm对角线长度的CCD/CMOS,例如尼康的DX幅面,传感器尺寸面积达到23.6mmx15.8mm,比消费级数码相机要大很多,而佳能EOS 1Ds 系列和尼康FX系列的传感器尺寸为36mmx24mm,达到了35mm胶卷的成像面积,称之为全画幅相机,当然成像质量也相对较好。
现在市面上的消费级数码相机的感光元件主要有2/3英寸、1/1.8英寸、1/2.7英寸、1/2.3英寸等几种。
传感器尺寸越大,感光面积越大,成像效果越好。
比如1/1.8英寸的300万像素相机效果通常好于1/2.7英寸的400万像素相机。
而相同尺寸的CCD/CMOS像素增加固然是件好事,但这也会导致单个像素的感光面积缩小,有曝光不足的可能。
但如果在增加CCD/CMOS像素量的同时,维持现有的图像质量,就必须在至少维持单个像素面积不减小的基础上增大CCD/CMOS的总面积。
数码相机工作原理数码相机是一种通过电子方式捕捉、记录和处理图像的相机。
它与传统的胶片相机不同,使用的是光电转换器将光信号转换成电信号,并将其储存为数字数据。
数码相机的工作原理可以分为以下几个步骤:图像采集、信号转换、图像处理和图像储存。
一、图像采集数码相机通过镜头采集光线,并将光线聚焦在感光元件上。
感光元件通常是一块光电芯片,常见的有CCD(Charge-coupled Device)和CMOS(Complementary Metal-Oxide-Semiconductor)。
这两种感光元件都可以将光线转换成电信号,但其工作原理略有不同。
CCD是一种由一系列电子器件组成的平面阵列,每个电子器件称为像素。
当光线通过镜头聚焦在CCD上时,产生的光子会使得CCD中的电子器件产生光电效应,并将光能转化为电荷。
这些电荷随后会逐行读取,并转换为电压信号。
CMOS感光元件采用的是一种和传统集成电路相似的制造工艺,每个像素都集成有一对光电转换器和信号放大器。
光线通过镜头照射到CMOS上时,光电转换器将光子转换成电荷,并通过信号放大器增强电荷信号。
最后,这些电荷信号被转换成电压信号。
二、信号转换在图像采集后,CCD或CMOS中产生的电荷或电压信号需要经过模数转换器(A/D转换器)进行数字化处理。
A/D转换器将连续的模拟电信号转换成数字信号,即将光信号转换成离散的数字数据。
A/D转换器会将连续信号按照一定的时间间隔进行采样,并将采样值转换成数字形式。
通常,采样率越高,图像的细节越多,但也会占用更多的存储空间。
三、图像处理数字化的图像可以在数码相机内部进行一系列的图像处理。
常见的图像处理包括色彩校正、对比度调整、锐化和噪声抑制等。
这些处理可以通过相机的内置芯片或算法来实现。
色彩校正是为了保证图像的准确还原,相机会对采集到的图像进行颜色校正,调整不同光源下的色彩偏差。
对比度调整是为了提高图像的视觉效果,使得图像中的细节更加突出。
感光元件 CCD及CMOS 对比介绍为了便于大家了解数码相机感光元件CCD或COSM。
其性能优劣,各有千秋。
以下的文章是网上流传,加以转载:CCD 英文全名 Charge Coupled Device,感光耦合元件,CCD为数位相机中可记录光线变化的半导体,通常以百万像素〈megapixel〉为单位。
数位相机规格中的多少百万像素,指的就是CCD的解析度,也代表着这台数位相机的 CCD 上有多少感光元件。
CCD 主要材质为硅晶半导体,基本原理类似 CASIO 计算机上的太阳能电池,透过光电效应,由感光元件表面感应来源光线,从而转换成储存电荷的能力。
简单的说,当 CCD 表面接受到快门开启,镜头进来的光线照射时,即会将光线的能量转换成电荷,光线越强、电荷也就越多,这些电荷就成为判断光线强弱大小的依据。
CCD 元件上安排有通道线路,将这些电荷传输至放大解码原件,就能还原所有CCD上感光元件产生的讯号,并构成了一幅完整的画面。
此一特性,使得 CCD 通用在数位相机〈Digital Camera〉与扫瞄器〈Scanner〉上,作为目前最大宗之感光元件来源。
CMOS英文全名 Complementary metel-Oxide Semiconductor,互补性氧化金属半导体,CMOS和CCD一样同为在数码相机中可记录光线变化的半导体,外观上几乎无分轩轾。
但,CMOS的製造技术和CCD 不同,反而比较接近一般电脑晶片。
CMOS的材质主要是利用硅和锗这两种元素所做成的半导体,使其在CMOS 上共存着带N(带–电)和 P(带 + 电)级的半导体,这两个互补效应所产生的电流即可被处理晶片纪录和解读成影像。
然而,CMOS因为在画素的旁边就放置了讯号放大器,导致其缺点容易出现杂点,特别是处理快速变化的影像时,由于电流变化过于频繁而会产生过热的现象,更使得杂讯难以抑制。
CCD和CMOS相机的成像特点对比:CCD采用CCD的数码单反,图像饱和度较高,图像较为锐利,质感更加真实,尤其是在低感光度下,成像有良好的表现。
数码相机感光元件选购攻略:看懂相机的芯2010年04月19日 05:06 CHIP《新电脑》感光元件面对数码相机多达几十种的品牌、上千款型号的产品,以及不计其数的经销商,消费者该如何选择适合自己的数码相机产品呢?今天我们结合前面的数码相机横向评测以及前沿技术的内容,从影像核心感光元件(CCD和CMOS)的角度帮助大家选择适合自己的数码相机产品。
在数码相机中有3个核心部件直接影响画质,它们分别是镜头、感光元件和图像处理系统。
提到数码相机的感光元件我们首先要了解CCD和CMOS这两个名词,它们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。
感光器件的面积越大,也教师CCD/CMOS面积越大,相同时间段中捕获的光线就越多,感光性能就越好,信噪比越高。
感光元件的尺寸影响成像效果的关键因素感光元件的尺寸影响成像效果的关键因素感光元件的尺寸是影响感光元件成像效果的一个关键因素。
传统的照相机胶卷尺寸为35mm,35mm为胶卷的宽度(包括齿孔部分),35mm胶卷的感光面积为36mmx24mm(长x宽)。
换算到数码相机,感光面积的对角长度越接近35mm,CCD/CMOS尺寸就越大。
在单反数码相机中,很多都是拥有接近35mm对角线长度的CCD/CMOS,例如尼康的DX 幅面,传感器尺寸面积达到23.6mmx15.8mm,比消费级数码相机要大很多,而佳能EOS 1Ds系列和尼康FX系列的传感器尺寸为36mmx24mm,达到了35mm胶卷的成像面积,称之为全画幅相机,当然成像质量也相对较好。
现在市面上的消费级数码相机的感光元件主要有2/3英寸、1/1.8英寸、1/2.7英寸、1/2.3英寸等几种。
传感器尺寸越大,感光面积越大,成像效果越好。
比如1/1.8英寸的300万像素相机效果通常好于1/2.7英寸的400万像素相机。
而相同尺寸的CCD/CMOS像素增加固然是件好事,但这也会导致单个像素的感光面积缩小,有曝光不足的可能。
但如果在增加CCD/CMOS像素量的同时,维持现有的图像质量,就必须在至少维持单个像素面积不减小的基础上增大CCD/CMOS的总面积。
不同传感器的特性差异不同传感器的特性差异CCD(电荷耦合元件,Charge-coupled Device)是一种半导体器件,能够把光学影像转化为数字信号,它具有的优点很多,其中包括灵敏度高、抗强光、畸变小、体积小、寿命长、抗震动等。
下面简单说说CCD感光元件的基本特征。
采用CCD的数码单反相机,图像饱和度较高,图像较为锐利,质感更加真实,尤其是在低感光度下,成像有良好的表现。
但是,从目前数码单反相机的表现来看,CCD的噪点随着感光度的升高而增加较快,高感光度下的噪点控制并不是CCD传感器的强项。
也就是说CCD传感器的优势表现在低感光度下,这时候能充分发挥CCD传感器的优势,比如色彩鲜艳图像质感鲜活等等。
CCD的另一个特点是,它的表面更容易形成静电场,所以更容易吸附灰尘。
所以,对于采用CCD传感器的数码单反相机来说,防尘措施必不可少,甚至要定期进行清理。
目前,市场上主流的数码单反相机中,采用CCD传感器的数码单反相机包括尼康D40/D40X、D60,D80,D200,索尼a100/200/300/350。
说到CCD技术就不得不提到富士及其Super CCD产品,目前最新的Super CCD EXR 技术已被应用于众多富士数码相机中。
EXR技术可以达到超高分辨率、超宽动态范围、高感光度和低噪点的效果。
Super CCD是由富士公司独家推出的,它并没有采用常规正方形二极管,而是使用了一种八边形的二极管,像素以蜂窝状形式排列,并且单位像素的面积要比传统的CCD大。
将像素旋转45度排列的结果能提高单像素的受光面积,也就是感光的效率比较高,效率增加之后会使感光性、信噪比和动态范围都有所提高。
富士公司宣称,Super CCD可以实现相当于ISO 800的高感度,信噪比比以往增加30%左右,色彩表现也大幅改善,电量消耗减少了许多。
而Super CCD EXR技术就是在原有的Super CCD 技术基础上,将斜向45度两个相邻的像素点设计成相同颜色,既减少了邻近像素色彩之间的干扰,也给采用像素合并提高感光度提供了可能。
EXR可以通过合并邻近像素实现感光能力的提高,从而达到更高的感光度。
更重要的是,由于斜向邻近像素采用相同颜色,这样在像素合并的时候就可以从根本上避免传统结构CCD在高感光度时容易出现的杂色现象,大幅提高EXR在高感光下拍摄照片的画质。
提高画面动态范围是EXR的又一特色,EXR采用了两组通道同时捕捉入射光线,两组通道的感光单元面积完全相同,并分别对亮部和暗部计算曝光,最后通过类似Photoshop的图层合并概念将两个通道取得的图像完美合并,得到一张拥有较宽动态范围的照片。
使用Super CCD EXR技术的机型有富士FINEPIX F75 EXR、F85 EXR、F200 EXR 以及S205 EXR等。
Super CCD EXR技术CMOS的特性在某些程度上跟CCD完全相反。
CMOS传感器在低感光度下的成像也非常干净,但是,采用CMOS传感器的数码单反相机成像看上去偏灰(在不调整的情况下),色彩饱和度较低,质感和锐度的表现也要稍逊一筹。
目前大多数CMOS具备硬件降噪机制,因此噪点随着感光度的升高增加较慢。
同时,在高感光度下,CMOS传感器噪点控制表现反而好过CCD传感器。
佳能的全系列数码单反相机均采用CMOS传感器,这也是佳能的数码单反相机在高感光度下表现较好的一个原因。
而尼康D300、D700、D3系列,索尼α700、宾得K20D、三星GX-20等采用CMOS传感器的数码单反相机在高感光度下也有较好的表现。
CMOS的另一个优点是数据读取速度快,因此那些连拍速度较快的数码单反相机都采用CMOS传感器。
另外,CMOS相对CCD的功耗较低,除了省电以外,也相对不容易吸附灰尘。
市场上采用CMOS的厂商有很多,如索尼研发的背照式CMOS—Exmor R CMOS和适马Foveon X3。
背照式CMOS背照式CMOSExmor R CMOS背面照明技术感光元件,改善了传统CMOS感光元件的感光度。
Exmor R CMOS采用了与传统CMOS的设计顺序正好相反,向没有布线层的一面照射光线的背面照射技术。
由于不受金属线路和晶体管的防碍,开口率(光电转换部分在一个像素中所占的面积比例)可提高近100%。
与其以往1.75μm间隔的表面照射产品相比,背面照射产品在灵敏度(S/N)上具有很大优势。
在信噪比方面,背照式CMOS影像传感器实现了高画质,在实现了低噪点的同时,提高了接近2倍的灵敏度,因此新开发的CMOS影像传感器的信噪比提高了+8dB(灵敏度提高+6dB,噪音下降-2dB)。
同时,Exmor R CMOS传感器自身的噪点也很低,即使是在全黑环境下,该传感器的抑噪水平也比传统表面照射型更好,其噪点比过去的产品要低2dB。
从技术角度上看,使用背照式CMOS可以在高感光度条件下很好地抑制噪点。
使用背照式的主要产品包括索尼DSC-TX1、理光CX3以及富士FINEPIX HS11等。
Foveon X3Foveon X3说到CMOS技术不得不提到的是适马特殊的Foveon X3技术,它是全球第一款通过分层的方式捕捉全部色彩的图像传感器阵列。
一般采用CCD或者CMOS的数码相机是在1个像素上通过在同一平面上并排排列的3个感光模块记录RGB3种颜色,而Foveon X3的1个像素上包含3层感光元件,每层只记录RGB的1个颜色通道,这样在相同像素面积下,Foveon X3的感光能力更强。
传统的光电耦合器件只能感应光线强度,不能感应色彩信息,需要通过滤色镜来感应色彩信息,我们称之为Bayer滤镜。
而Foveon X3在1个像素上通过不同的色彩感应层,最表面一层感应蓝色、第二层感应绿色,第三层感应红色。
它是根据硅对不同波长光线的吸收效应来分辨色彩,从而来实现一个像素感应全部色彩信息的目的。
Foveon X3这项革新技术可以提供更加锐利的图像和更好的色彩,适用机型包括适马DP1、DP2以及SD14等机型。
Live Mos在可更换镜头已经成为趋势的今天,松下和奥林巴斯的Live MOS也有着一定的影响了。
Live MOS感光器件在画面质量方面可以媲美全画幅CCD,功耗上则可媲美CMOS。
简化的电路使得光电二极管到微透镜的距离缩短,从而保证了优秀的灵敏度和大入射角的画面质量。
在分辨率方面,Live Mos具有优秀的低照度性能特性;采用了低躁声技术,降低颗粒性;简化了寄存器和其他电路,使得FFT-CCD感光二极管的感光面积更大,提高了灵敏度和提高响应速度;功耗大约是FFT-CCD的一半;简单的电路结构提高了整体的处理速度。
现在的Live MOS感光器件主要在奥林巴斯和松下的全部可更换镜头数码相机中使用。
选购:传感器坏点检测通过以上传感器种类和品牌的介绍,大家已经可以明白,在现今的数码相机市场中,从传感器角度上来说,CCD和CMOS的成像已经没有明显的差距了,虽然在不同产品中所使用的传感器还有不同,但选择不同传感器的主要原因是厂商出于成本方面的考虑。
作为数码相机3大核心元件之一的感光传感器,它的质量会直接影响画质,对于传感器的坏点问题我们不得不说明,大家可以按照下述方法检查一下自己的数码相机是否有坏点问题。
CCD坏点不是噪点,它是指数码相机的成像元件中某个感光单元损坏,造成该点无法正常成像或者感光,从而导致每张照片的同一固定位置出现全白、全黑或某种颜色的斑点。
但是一般我们很难检测CCD或者CMOS。
那么如何才能检查数码相机的坏点?直接用肉眼在数码相机小小的液晶显示屏上看是很难分辨出坏点的,即使将照片输入电脑通过肉眼往往也不容易发现坏点,这里我们就要用到专门测试数码相机坏点的软件Dead Pixel Test了。
为了避免噪点的干扰,可以把数码相机的ISO调整到最低,光圈设置为最大光圈,关闭闪光灯、日期显示、防抖、防红眼灯等影像画质增强的功能,拍摄下全黑或者全白的影像。
可以变换快门时间多拍摄几张进行比对。
在拍摄时还要注意的是,最好是开机一段时间以后进行拍摄,因为有的坏点是在长时间使用后才会出现,刚刚开机就进行拍摄,往往不易发现。
在电脑中运行软件Dead Pixel Test中文版(在本期光盘中可以找到),在测试前我们要对坏点和噪点的检查范围进行设置,将“噪点界限数值”设定为“60”流明;“坏点界限数值”设定为“250”流明。
设置完毕后将之前采集的图片导入,测试软件程序会自动进行测试。
在“统计结果”右边便会出现坏点和噪点的测试数目。
噪点不是问题,但是坏点是传感器的硬伤,大家也可以借此软件,测试一下各个ISO值下,相机的噪点状况。