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影像传感器阅读:783

影像传感器是数码相机的核心,也是最关键的技术。在传统的相机中,胶片是一种感光材料,经过某种特定的化学药品处理后,它会把拍摄到的影像记录下来。数码相机中,影像传感器代替了胶片的位置,形成了电子影像。

简介

  固态影像传感器( solid state image sensors)技术起源于20世纪60年代末,它通过将光子转换为电荷并记录在存储介质中以实现数字图像的获取( SHORTISet al,1996)。当前应用的固态影像传感器类型主要有CCD、CMOS、JFETLBCAST、Foveon X3、Live MOS等,其中应用最多的是CCD和CMOS传感器。

结构

  除了起感光作用的光电管以外,影像传感器还包括一系列的其他构件为了更好地利用光线。在每一像素前都装有微透镜,该透镜起到“捆绑”光束的作用。微透镜能够减少边缘光的损失。不同于传统胶片,影像传感器的光电二极管难以对倾斜射入的边缘光束加以利用,照片四周较暗。微透镜能使传感器边角处的光线也能垂直射入单个的光电管。
  单个光电管只能记录亮度值,也就是说,光电管是“色盲”。为了拍出彩色照片,在光电二极管的前一层加装了红、绿、蓝三原色滤色镜。
  拜耳滤镜中,各滤镜之间的比例关系为红25%、蓝25%、绿50%。电脑屏幕上的所有色彩都是由这三种色彩按照不同比例混合而成的。如果三种色彩全部记录下最大光量,像素显示为白色。反之,如果三原色什么都没记录下来,像素显示为黑色。红、绿、蓝三种色彩相互叠加得到的各种色彩,涵盖了人眼视力所能感知的所有色彩。绿色之所以占到一半,是因为人眼对绿色更加敏感。
  传感器前装有一系列滤镜,用于消除不想要的效果。基本上每台数码相机都装有低通滤镜低通滤镜加装在相机的传感器前,允许低频光线通过,阻挡高频光线。低通滤镜的作用在于减弱摩尔纹。磨尔纹是一种因数码相机的感光元件受到高频干扰,而在图像上出现的彩色的、形状不规律的干涉条纹。如果数码相机感光元件的空间频率与被摄对象的空间频率接近,就会产生摩尔纹。如果镜头的分辨率小于感光元件的空间频率,影像中就不会出现与感光元件空间频率相近的条纹,也就不会产生摩尔纹。但是,目前的技术水平有限,只能靠加入低通滤镜来减弱摩尔纹。然而,低通滤镜有一弊端,那就是它会大大降低相机的成像锐度,影响画质。

分类

  1、电荷藕合组件图像传感器CCD(ChargeCoupledDevice)。CCD是半导体组件,于1970年由美国贝尔(Bell)实验室发明。CCD其实是一组可以进行"光电转换"的光电体,当光通过镜头聚焦形成影像后,CCD便会将影像的光讯号转换为电讯号(电压)。光量愈大,释放出的电子数量愈多,电讯号亦愈强,像素的显示则会愈亮。在CCD上组成画面的最小单位被称为像素,每个光电体亦即等于一个像素。每块CCD所含像素的数目与大小都与影像质素有着直接关系。像素愈高,输出的影像质素便愈高。
  2、互补性氧化金属半导体CMOS(ComplementaryMetal-OxideSemiconductor),和CCD一样同为在数码相机中可记录光线变化的半导体。CMOS的制造技术和一般计算机新濠天地娱乐没什么差别,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新濠天地娱乐纪录和解读成影像。

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