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数码相机如何工作

CCD和CMOS:无胶卷相机

A CMOS image sensor
CMOS图像传感器

数码相机没有胶片,而是具有可转换的传感器。 变成电荷。

大多数数码相机使用的图像传感器是 电荷耦合器件 (CCD)。一些相机使用 互补金属氧化物半导体 (CMOS)技术来代替。 CCD和CMOS图像传感器都将光转换为电子。如果你读过 太阳能电池如何工作,您已经了解了用于执行转换的一项技术。考虑这些传感器的一种简化方法是考虑成千上万个微型太阳能电池的二维阵列。

传感器将光转换成电子后,便会读取图像中每个单元的值(累积电荷)。这是两种主要传感器类型之间的差异所在:

  • CCD在整个芯片上传输电荷,并在阵列的一个角读取电荷。一个 模数转换器(ADC) 然后通过测量每个光点处的电荷量并将该测量结果转换为二进制形式,将每个像素的值转换为数字值。
  • CMOS器件在每个像素处使用多个晶体管,以使用更传统的导线放大和移动电荷。

两种类型的传感器之间的差异导致许多优缺点:

A CCD sensor
A CCD 传感器
Photo courtesy 达萨
  • CCD传感器可创建高质量,低噪声的图像。 CMOS传感器通常更容易受到噪声的影响。
  • 由于CMOS传感器上的每个像素旁边都有几个晶体管,因此CMOS芯片的光敏度较低。许多光子击中了晶体管而不是光电二极管。
  • CMOS传感器传统上只消耗很少的功率。另一方面,CCD使用消耗大量功率的过程。 CCD的功耗是等效CMOS传感器的100倍。
  • CCD传感器已经量产了很长时间,因此更加成熟。它们往往具有更高质量的像素,并且像素更多。

尽管两个传感器之间存在众多差异,但它们在相机中的作用相同-它们将光转化为电能。为了了解如何 数码相机 可以,您可以将它们视为几乎相同的设备。