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来源：百度文库 编辑：中财网 时间：2024/05/13 02:33:46
图像传感系统
图像传感器是在一块硅晶片上集成大量光电二极管组成，每一个光电二极管能记录下来投射到它表面上的光照的强度和亮度，快门释放时，镜头将被摄物影像聚焦在传感器上，光电二极管负责记录亮光、暗光、明暗之间的光，光电二极管把投射在其上的光转化为电荷，这个对光照进行反应的过程是聚焦电荷的过程，光越强，电荷越多。光电二极管所记录的一组电荷经过数字转换可以最终成为图像。
在数码相机中，替代胶片对景物进行感光的就是图像传感器，目前使用的有CCD和CMOC两大类型。
１、CCD图像传感器
目前大部分数码相机使用的图像传感器都是CCD，这是一种特殊的半导体装置，能够把光学影像转化为数字信号。
像素：在CCD上植入的微小光敏物质称作像素，一块CCD上包含的像素数越多，其提供的画面分辨率就越高。每个像素上都包含三原色或补色这样就随着像素数的增加而使画面的彩色数值相应增加而使得画面的色彩还原更加逼真。
图像传感器决定图像性能的指标如下：
a.CCD芯片的尺寸
b.像素总量的多少
c.单位面积内像素数量的多少
d.图像传感器的信号传输方式
e.图像传感器的信号读出方式
f.图像传感器上的滤镜
目前有三种CCD芯片，现分述如下：
①线性CCD
仅限于高分辨率的线性CCD的数码相机每次只能拍摄图像的一条线，适合拍摄室内静态物体。这种相机在拍摄时，线性CCD会将拍摄到的景物变成每条线，最后再将这条线完全结合起来才能成为完整的图像。使用该相机时不能使用闪光灯，拍摄时间很慢，分辨率越高，拍摄时间就越长。多用于珍本书画的拍摄。
②矩阵CCD
矩阵CCD是目前数码相机使用最广泛的。
矩阵中的每个像素，在快门按动时整个图像被同时曝光，这样矩阵中的像素数量越多，所获得影像的分辨率就越高。
数码相机的矩阵CCD芯片使用的信号传输方式多为逐行扫描方式。
③超级CCD
超级CCD是由富士公司独家推出的，它并没有采用传统CCD芯片上的正方形光电二极管，而是使用了一种八边形的光电二极管，像素是以蜂窝状形式排列的，因而相同面积内的像素比传统的CCD芯片又多又大。
将像素旋转45度角排列的结果是可以缩小对图像拍摄无用的多余空间。传统的CCD芯片中的每个像素都由一个二极管、控制信号路径和电量传输路径组成。超级CCD采用蜂窝状的八边形二极管，原有的控制信号路径被取消了，只需要一个方向的电量传输路径即可，光电二极管就有更多的空间，这样超级CCD在排列结构上比普通CCD要紧密，此外像素的利用率极高，也就是说在同样面积内超级CCD的光电二极管对光线的吸收程度更高，使得感光度、信噪比和拍摄动态范围都有所提高。
２、CMOC图像传感器
CMOC即互补性金属氧化物半导体，CMOC和CCD一样都可以用来感受光线变化的半导体。CMOC主要是利用硅和锗这两种元素所做成的半导体，通过CMOC上带负电和正电的晶体管来实现基本的功能。这两个互补效应所产生的电流即可被处理芯片纪录和解读成影像。
CMOC和CCD的图像数据扫描方法有很大差别。CCD传感器扫描的方法非常简单，就好像把水从一个水桶再导给另一个水桶，只在最后一个水桶都被倒满后也就在最后一个数据扫描完成后才能将信号放大。而CMOC传感器的每个像素都有一个将电荷转化为电子信号的放大器，因此，CMOC传感器可以在每个像素上进行信号放大，采用这种方法可节省任何无效的传输操作，所以只需少量能耗就可以进行快速数据扫描，同时噪声有所降低。CMOC同CCD相比，CMOC很容易与A/D模数转换电路、数字信号处理电路等电路集成在一起，导致它的生产成本变低，成品率变高，并且明显降低了功耗。
CCD只能单一地锁存落到成千上万的采样点上的光线上的状态，而CMOC集成电路则可以完成其它许多功能：模数转换、负载信号处理、白平衡处理及相机控制、时序控制等。这在CCD中是做不到的。
目前CMOC基本都是应用在家用型、简易型或超薄型数码相机上，使得上述类型的数码相机的价格大幅下降，质量迅速提高。随着CMOC技术的进一步完善，凭着它成本低，可集成、功耗小等特点，将在数码低端相机的邻域大展身手。