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ccd系统（ccd探测器工作过程）

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区块链
CCD尺寸说到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。感光器件的面积越大，也即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。再说CMYK，这是由四个通道的颜色配合而成，他们分别是青（C）、洋红(M)、黄(Y)、黑(K)。在印刷业中，CMYK更为适用，但其调节出来的颜色不及RGB的多。原色CCD的优势在于画质锐利，色彩真实，但缺点则是噪声问题。因此，大家可以注意，一般采用原色CCD的数码相机，在ISO感光度上多半不会超过400。相对的，补色CCD多了一个Y黄色滤色器，在色彩的分辨上比较仔细，但却牺牲了部分影像的分辨率，而在ISO值上，补色CCD可以容忍较高的感光度，一般都可设定在800以上第三层：感光层CCD的第三层是“感光片”，这层主要是负责将穿过滤色层的光源转换成电子信号，并将信号传送到影像处理芯片，将影像还原。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36 x 24mm。换算到数码相机，对角长度约接近35mm的，CCD/CMOS尺寸越大。在单反数码相机中，很多都拥有接近35mm的CCD/CMOS尺寸，例如尼康德D100，CCD/CMOS尺寸面积达到23.7 x 15.6，比起消费级数码相机要大很多，而佳能的EOS-1Ds的CMOS尺寸为36 x 24mm，达到了35mm的面积，所以成像也相对较好。现在市面上的消费级数码相机主要有2/3英寸、1/1.8英寸、1/2.7英寸、1/3.2英寸四种。CCD/CMOS尺寸越大，感光面积越大，成像效果越好。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(后者的感光面积只有前者的55%)。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像素的同时想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。目前更大尺寸CCD/CMOS加工制造比较困难，成本也非常高。因此，CCD/CMOS尺寸较大的数码相机，价格也较高。感光器件的大小直接影响数码相机的体积重量。超薄、超轻的数码相机一般CCD/CMOS尺寸也小，而越专业的数码相机，CCD/CMOS尺寸也越大。
2021-12-26 21:56:05

510167024
CCD全部称为充电耦合器件，转换为中文电荷特定设备。它由一种高灵敏度的半导体材料制成，该高灵敏度半导体材料将光线转换为电荷，然后通过模拟转换器芯片将电信号转换为数字信号，并且数字信号通过压缩处理将数字信号传输到计算机。收集的图像。谈到CCD的大小，实际上，这里包括光敏装置的区域，包括CCD和CMOS。光敏器件的面积越大，CCD / CMOS区域越大，捕获的光子越多，光敏性越好，信噪比越低。CCD / CMOS是一种用于照相组件的数码相机，其相当于光学传统相机中的胶片。CCD上的光敏组件的表面具有存储电荷的能力，并以矩阵排列。当表面感觉到光，电荷反应在组件上反应，并且整个CCD上的所有光敏组件产生的信号构成完整的图片。如果您分解CCD，您会发现CCD的结构是三层，第一层是“微观”，第二层是“不同滤色器”和第三层“光敏层”。第一层“迷你镜头”我们知道数字相机成像的关键是其光敏层，为了延长CCD的照明，必须扩展单个像素的光接收区域。但是，很容易提高照明率以下降。该层“微透镜”等于光敏层前面的一对眼镜。因此，光敏区域不再由传感器的开口面积确定，并且确定显微镜的表面积。第二层是“点颜色胶卷的第二层ter“ccd是一个”不同的滤色器“。目前有两种不同的颜色分离方法。一个是RGB原色分离方法，另一个是CMYK补码颜色分离方法。这两种方法具有优缺点。首先，让我们首先了解两种色彩的概念，RGB是三种原色分离方法，几乎所有人体眼镜都可以识别，可以由红色，绿色和蓝色，RGB三个字母是红色，绿色和蓝色，这表明RGB发色通过这三个通道的颜色调整方法。除了CMYK之外，这是由四个通道的颜色组成，它们是蓝色（C），品红色（M），黄色（Y），黑色（K）。在印刷中行业，CMYK更合适，但其调节颜色在RGB中并不多。原色中CCD的优势在于颜色是锐利的，颜色为真，但缺点是噪音问题。因此，您可以注意主要的数字相机彩色CCD通常使用，并且大部分ISO敏感性不会超过400.另一方面，互补的颜色CCD比AY的黄色滤色器更加小心，但它牺牲了一些图像的分辨率，但是在ISO值上，互补彩色CCD可以容忍更高的灵敏度，一般来可以设置为800的第三层：光敏层CCD的第三层是“传感器”，主要负责转换光源通过转换光源通过滤色器进入电子信号，并且将数字传送到图像处理芯片并恢复图像。传统的相机膜为35mm，35mm是对角线长度，35mm膜的光敏面积为36×24mm。转换为数码相机，对角线长度约为35mm，CCD / CMOS的大小越大。在SLR数码相机中，有很多CCD / CMOS尺寸接近35毫米，如Nikond D100，CCD / CMOS SIZE地区达到23.7 x 15.6，与消费者数码相机相比，佳能的EOS-1DS CMOS尺寸为36 x 24mm，已达到35毫米的面积，因此成像相对较好。市场上的消费者数码相机现在主要是2/3英寸，1 / 1.8英寸，1 / 2.7英寸，1 / 3.2英寸。CCD / CMOS的大小越大，光敏区域越大，成像越好。1 / 1.8英寸300英寸的300万像素相机效果通常优于1 / 2.7英寸400万像素摄像头（后者光敏面积仅55％）。相同的CCD / CMOS像素大小是件好事，但这也可以使单个像素收缩，曝光不足。然而，如果要在增加CCD / CMOS像素的同时保持现有的图像质量，则必须基于维护至少单个像素区域而不会减小的基于至少一个像素区域来增加CCD / CMOS的总面积。目前，较大尺寸的CCD / CMOS处理是不同的ULT，成本也很高。因此，CCD / CMOS尺寸具有大型数码相机，价格也很高。光敏器件的尺寸直接影响数码相机的体积。超薄，超轻数码相机通常是CCD / CMOS尺寸也很小，更专业的数码相机，CCD / CMOS尺寸越大。
2021-12-26 21:54:35

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CCD的原理是什么,数码相机CCD和CMOS的区别有鉴于许多网友询问 CCD 与 CMOS 的主要差别。我们暂时撇开复杂的技术文字，透过简单的比较来看这两种不同类型，作用相同的影像感光元件。不管，CCD 或 CMOS，基本上两者都是利用矽感光二极体（photodiode）进行光与电的转换。这种转换的原理与各位手上具备“太阳电能”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、电力也越弱的道理，将光影像转换为电子数字信号。比较 CCD 和 CMOS 的结构，ADC的位置和数量是最大的不同。简单的说，按我们在上一讲“CCD 感光元件的工作原理（上）”中所提之内容。CCD每曝光一次，在快门关闭后进行像素转移处理，将每一行中每一个像素（pixel）的电荷信号依序传入“缓冲器”中，由底端的线路引导输出至 CCD 旁的放大器进行放大，再串联 ADC 输出；相对地，CMOS 的设计中每个像素旁就直接连着 ADC（放大兼类比数字信号转换器），讯号直接放大并转换成数字信号。两者优缺点的比较CCD CMOS设计单一感光器感光器连接放大器灵敏度同样面积下高感光开口小，灵敏度低成本线路品质影响程度高，成本高 CMOS整合集成，成本低解析度连接复杂度低，解析度高低，新技术高噪点比单一放大，噪点低百万放大，噪点高功耗比需外加电压，功耗高直接放大，功耗低由于构造上的基本差异，我们可以表列出两者在性能上的表现之不同。CCD的特色在于充分保持信号在传输时不失真（专属通道设计），透过每一个像素集合至单一放大器上再做统一处理，可以保持资料的完整性；CMOS的制程较简单，没有专属通道的设计，因此必须先行放大再整合各个像素的资料。整体来说，CCD 与 CMOS 两种设计的应用，反应在成像效果上，形成包括 ISO 感光度、制造成本、解析度、噪点与耗电量等，不同类型的差异：ISO 感光度差异：由于 CMOS 每个像素包含了放大器与A/D转换电路，过多的额外设备压缩单一像素的感光区域的表面积，因此相同像素下，同样大小之感光器尺寸，CMOS的感光度会低于CCD。成本差异：CMOS 应用半导体工业常用的 MOS制程，可以一次整合全部周边设施于单晶片中，节省加工晶片所需负担的成本和良率的损失；相对地 CCD 采用电荷传递的方式输出资讯，必须另辟传输通道，如果通道中有一个像素故障（Fail），就会导致一整排的讯号壅塞，无法传递，因此CCD的良率比CMOS低，加上另辟传输通道和外加 ADC 等周边，CCD的制造成本相对高于CMOS。解析度差异：在第一点“感光度差异”中，由于 CMOS 每个像素的结构比 CCD 复杂，其感光开口不及CCD大，相对比较相同尺寸的CCD与CMOS感光器时，CCD感光器的解析度通常会优于CMOS。不过，如果跳脱尺寸限制，目前业界的CMOS 感光原件已经可达到1400万像素 / 全片幅的设计，CMOS 技术在量率上的优势可以克服大尺寸感光原件制造上的困难，特别是全片幅 24mm-by-36mm 这样的大小。噪点差异：由于CMOS每个感光二极体旁都搭配一个 ADC 放大器，如果以百万像素计，那么就需要百万个以上的 ADC 放大器，虽然是统一制造下的产品，但是每个放大器或多或少都有些微的差异存在，很难达到放大同步的效果，对比单一个放大器的CCD，CMOS最终计算出的噪点就比较多。耗电量差异：CMOS的影像电荷驱动方式为主动式，感光二极体所产生的电荷会直接由旁边的电晶体做放大输出；但CCD却为被动式，必须外加电压让每个像素中的电荷移动至传输通道。而这外加电压通常需要12伏特（V）以上的水平，因此 CCD 还必须要有更精密的电源线路设计和耐压强度，高驱动电压使 CCD 的电量远高于CMOS。尽管 CCD 在影像品质等各方面均优于CMOS，但不可否认的CMOS具有低成本、低耗电以及高整合度的特性。由于数码影像的需求热烈，CMOS的低成本和稳定供货，成为厂商的最爱，也因此其制造技术不断地改良更新，使得 CCD 与 CMOS 两者的差异逐渐缩小。新一代的CCD朝向耗电量减少作为改进目标，以期进入照相手机的行动通讯市场；CMOS系列，则开始朝向大尺寸面积与高速影像处理晶片统合，藉由后续的影像处理修正噪点以及画质表现，特别是 Canon 系列的 EOS D30 、EOS 300D 的成功，足见高速影像处理晶片已经可以胜任高像素 CMOS 所产生的影像处理时间与能力的缩短；另外，大尺寸全片幅则以 Kodak DCS Pro14n、DCS Pro/n、DCS Pro/c 这一系列的数码机身为号召，CMOS未来跨足高阶的影像市场产品，前景可期。
2021-12-26 21:54:35

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