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电荷耦合器件的尺寸是多少

导读大家好,我是极客范本期栏目编辑小范,现在为大家讲解以上问题。说到CCD的尺寸,其实就是指感光器件的尺寸,包括CCD和CMOS。感光器件面积越

音频解说

大家好,我是极客范本期栏目编辑小范,现在为大家讲解以上问题。

说到CCD的尺寸,其实就是指感光器件的尺寸,包括CCD和CMOS。感光器件面积越大,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是数码相机中用于摄影成像的组件,相当于传统光学相机中的胶片。

CCD上感光元件的表面具有存储电荷的能力,呈矩阵排列。当其表面感受到光线时,电荷会对元器件产生反应,整个CCD上所有感光元器件产生的信号构成一幅完整的画面。

如果分解CCD,你会发现CCD的结构是三层,第一层是“微透镜”,第二层是“分色滤光片”,第三层是“感光层”。

佳能单反相机传感器尺寸差异

第一层“微型镜头”

众所周知,数码相机成像的关键在于它的感光层。为了扩大CCD的发光率,需要扩大单个像素的受光面积。然而,通过提高光照率很容易降低图像质量。这层“微透镜”相当于在感光层前面加了一副眼镜。因此,感光面积不再由传感器的开口面积决定,而是由微透镜的表面积决定。

第二层是“分色滤光器”

CCD的第二层是“分色滤光片”。目前有两种分色方法,一种是RGB原色分色法,另一种是CMYK补色分色法。这两种方法各有利弊。首先我们来了解两种分色法的概念,RGB是三原色分色法。几乎所有人类眼镜能识别的颜色都可以由红、绿、蓝组成,而RGB的三个字母分别是红、绿、蓝,说明RGB分色法是由这三个通道的颜色调整形成的。先说CMYK,它是由四个通道的颜色组成的,分别是青色(C)、品红色(M)、黄色(Y)和黑色(K)。在印刷行业,CMYK更适合,但其调整后的色彩没有RGB多。

原色CCD的优点是画质锐利,色彩真实,缺点是噪音大。所以我们可以注意到,采用原色CCD的数码相机,ISO感光度一般不会超过400。另一方面,补色CCD有一个Y-黄滤色器,在色彩分辨率上更为细致,但牺牲了部分图像的分辨率。在ISO值上,补色CCD可以容忍更高的感光度,一般可以设置在800以上。

第三个“感光层”

CCD的第三层是“感光膜”,主要负责将通过滤色层的光源转换成电子信号,并将信号传输到图像处理芯片进行图像还原。

传统相机胶片的尺寸为35mm,即胶片的宽度(包括打孔部分),35mm胶片的感光面积为3624mm,转换为数码相机时,对角线长度接近35mm时,CCD/CMOS的尺寸越大。很多单反数码相机的CCD/CMOS尺寸接近35mm。比如尼康D100的CCD/CMOS尺寸为23.7 x 15.6,比消费类数码相机大很多,而佳能EOS-1Ds的CMOS尺寸为36 x 24mm,达到了35mm的面积,所以成像比较好。

目前市面上的消费数码相机有四种:2/3英寸、1/1.8英寸、1/2.7英寸和1/3.2英寸。CCD/CMOS尺寸越大,感光面积越大,成像效果越好。1/1.8英寸300万像素相机通常比1/2.7英寸400万像素相机要好(后者的感光面积只有前者的55%)。虽然同样尺寸的CCD/CMOS像素增加是好事,但也会导致单个像素感光面积减少,曝光不足的可能。但是,要想在增加CCD/CMOS像素的同时保持现有的图像质量,就必须在至少保持单个像素面积不变的基础上,增加CCD/CMOS的总面积。目前较大的CCD/CMOS很难制造,成本很高。因此,CCD/CMOS尺寸更大的数码相机价格也更高。感光器件的大小直接影响数码相机的体积和重量。超t

电荷耦合器件/互补金属氧化物半导体尺寸列表(点击放大查看原始图像)

CCD(CMOS)的真实尺寸?

它不是数码相机性能规格表中以英寸表示的CCD的真实尺寸,但可以用一种简单实用的方法得到CCD的真实尺寸。数码相机或操作说明书中一般都会列出镜头的真焦距和等效(当量)焦距,35mm相机的焦距与真焦距之比就是35mm相机的镜架对角线尺寸与CCD实际对角线长度之比,这样就可以方便地计算出CCD的真实尺寸。

比如松下LX2(有效像素:1020万)便携式数码相机采用1/1.65英寸CCD,镜头等效焦距为28-112毫米,真实焦距为6.3-25.2毫米,二者之比为4.44。35mm相机的边框尺寸为24x36mm,对角线长度为43.2mm,43.2/4.44=9.72松下LX2相机CCD的有效感光成像面积仅为全尺寸的二十分之一,APS-c格式尺寸的九分之一。

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