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正在阅读:CCD技术大盘点——从富士SUPER CCD谈起CCD技术大盘点——从富士SUPER CCD谈起

2008-09-17 12:03 出处:PConline原创 作者:milkboy 责任编辑:zhaolianyu

    数码时代,民众对于数码相机产品的热情达到了空前的高度,回想起3-4年前到一些热门的景点去看,大多数的旅游者手里的拍摄设备除了刚刚开始流行的拍照手机,就是各色的胶片相机了,无论是傻瓜相机或是稍专业一些的具备变焦功能的胶片相机,都可以让大家对拍摄“到此一游”照片乐此不疲。

    无论是大家对数码影像产品的接受程度,还是借着奥运会的春风更新一下自己手中的拍摄设备,都让各类卖场里的数码相机销售很是火爆。大家在享受着数码影像带来的便利的同时,也是会有一部分的消费者提升了自己的影像知识,发觉到自己手中的相机的一些不是很完美的地方,比如说画面质量。除了相机的重要光学组件的镜头素质外,还有一个最重要的就是数码相机的核心部件——图像传感器,其素质直接影响到照片的画面质量,所以很有必要来探讨一下。

一、数码相机的核心部件图像传感器介绍

图像传感器的类别

    在开始介绍图像传感器之前,还是先向大家介绍一下当今图像传感器的分类,与之前的CCD领衔、CMOS逐渐渐入佳境的情况不同的是,现在的民用数码相机的图像传感器已经被分为了几类,分别为CCD(Charge Coupled Device,电荷耦合元件)、CMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor,金属氧化物半导体元件)、适马倡导的Foveon X3、4/3联盟的Live MOS等,但大部分数码相机里装备还是CCD传感器,只有比较专业的数码单反相机才会装备高素质的CMOS传感器。所以在本文中,我们所讲述的电荷耦合元件图像传感器会被简称为“CCD”。

图像传感器存在于数码相机中的意义

富士技术
构成图像的主要三个部件示意图

    无论是CCD还是CMOS等类别的图像传感器的作用只有一个,就是记录透过镜头的光线,把这些光线转化为带电粒子——电荷,然后通过模数转换器也就是我们常说的影像处理器转化成数字信号,然后存储在闪存卡等介质上,这个相当于传统相机中“胶卷”的地位。

    一般常见的消费级数码相机的画面比例都是4:3,也有极个别的采用了16:9的宽幅设计,这样可以使画面尽可能的接近传统照片的比例,以便更容易让用户接受。

二、CCD同数码相机成像质量的关系

设计和制造上的

    截止到2008年,仍然在继续生产消费级数码相机CCD的厂商就不外乎索尼、富士、三洋、夏普、松下、三星和柯达等,掌握了CCD制造技术,就相当于是能够控制数码相机的核心,可以根据市场的需求出品适合的CCD产品。

    制造的厂商一多,难免就会有各种设计和制造上的差异,其实这个基本和具体的CCD产品定位有关系,我们也不能一概而论的就说某个厂商的CCD产品不如别人的,但从各自的定位来看,我们还是能够分析出各家CCD的特点:

    索尼:大而全的图像传感器设计和生产商,早年遭遇大范围的“CCD门”事件,但毕竟家大业大,所幸没有造成巨大的损伤;

    三洋和夏普:虽然不是一家公司,但它们在影像方面主要是靠CCD制造来维持,所针对的产品也以中低端为主;

    松下、三星和柯达也都是一直坚持图像传感器的研发制造,产品也都是各有特色,特别是柯达,以严谨的色彩还原闻名。

CCD尺寸和成像质量

富士技术
CCD尺寸比对

    CCD这个采集光线的电子元件,很大程度上决定了相机的成像质量,当你需要把看到的景物真实记录下来的时候, CCD的关键性显而易见,其实CCD的好坏可以从下面几点看出来:CCD尺寸、实际有效像素、单位像素密度和透光率、灵敏度和信噪比。

    CCD尺寸是最终成像品质的一个比较重要的条件,在理论条件小,同样分辨率的CCD,尺寸大的表现会优于小尺寸的,现在常见的CCD尺寸有1/2.5英寸、1/1.8英寸、1/1.7英寸、1/1.6英寸等,像高阶的型号会使用更大的2/3英寸的CCD。

    实际有效像素,就是大家常说的像素值了,这个虽说在现在已经不是特别重要了,500-600万像素也是完全可以满足一般消费者的需求了,但有点要肯定的是,随着技术的进步,1000万乃至更好像素的CCD在制造工艺上已经不能与之前200-300万像素时代同日而语了,分辨率的提升对画质的提升也是有很大的帮助的。

    单位像素密度和采光率,这个也牵扯到CCD尺寸的问题,在目前技术下,单位像素的采光率,也就是光线可以覆盖到每个像素上的时候,受光面积越大,所得到的感应就越多,就可以获得更好的画面细节;本来密度和采光率就是一个矛盾点,但部分厂商先进的技术也是可以平衡两者的关系——比如可以改进制造工艺,在生产CCD的时候,使用算法更科学的微透镜,也是可以在很大程度上抵消单位像素面积的减小而带来的负面影响。

    当然了,可能大家在购买数码相机产品的时候,无法从媒体或厂商的资料中得到这么多的信息,但可以主要注意一下CCD的大小和所采用的技术。

镜头、影像处理器和CCD的匹配

    在数码相机中,CCD的品质再高,若所匹配的镜头素质和影像处理器比较“弱”的话,同样会对最终效果产生不利的影响,拿富士主流数码来说,高品质的SuperCCD和高素质的富士龙镜头,配合高质量的RP(Real Photo)影像处理器,造就了一批用户口碑极好的数码相机产品,这个下面的部分我们逐一列出。
 

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