如何选购数码相机——2 CCD篇 数码相机怎么选购





如何选购数码相机——(2)CCD篇

先来一点技术的,呵呵,我也不懂技术啊!

CCD:英文全称:Charge-coupled Device,中文全称:电荷耦合元件。可以称为CCD图像传感器。

CCD是一种半导体器件,能够把光学影像转化为数字信号。 CCD上植入的微小光敏物质称作像素(Pixel)。一块CCD上包含的像素数越多,其提供的画面分辨率也就越高。CCD的作用就像胶片一样,但它是把图像像素转换成数字信号。CCD上有许多排列整齐的电容,能感应光线,并将影像转变成数字信号。经由外部电路的控制,每个小电容能将其所带的电荷转给它相邻的电容。CCD广泛应用在数位摄影、天文学,尤其是光学遥测技术、光学与频谱望远镜,和高速摄影技术如Lucky imaging。CCD在摄像机、数码相机和扫描仪中应用广泛,只不过摄像机中使用的是点阵CCD,即包括x、y两个方向用于摄取平面图像,而扫描仪中使用的是线性CCD,它只有x一个方向,y方向扫描由扫描仪的机械装置来完成。传真机所用的线性CCD。

CCD的加工工艺有两种,一种是TTL工艺,一种是CMOS工艺,现在市场上所说的CCD和CMOS其实都是CCD,只不过是加工工艺不同,前者是毫安级的耗电量,而后者是微安级的耗电量。TTL工艺下的CCD成像质量要优于CMOS工艺下的CCD。CCD广泛用于工业,民用产品。

CMOS:全称Complementary Metal Oxide Semiconductor,即互补金属氧化物半导体,是一种大规模应用于集成电路芯片制造的原料。

CMOS由PMOS管和NMOS管共同构成,它的特点是低功耗。由于CMOS中一对MOS组成的门电路在瞬间要么PMOS导通、要么NMOS导通、要么都截至,比线性的三极管(BJT)效率要高得多,因此功耗很低。

CMOS制造工艺也被应用于制作数码影像器材的感光元件(常见的有TTL和CMOS),尤其是片幅规格较大的单反数码相机。虽然在用途上与过去CMOS电路主要作为固件或计算工具的用途非常不同,但基本上它仍然是采取CMOS的工艺,只是将纯粹逻辑运算的功能转变成接收外界光线后转化为电能,再透过芯片上的模-数转换器(ADC)将获得的影像讯号转变为数字信号输出。

相对于其他逻辑系列,CMOS逻辑电路具有一下优点:

1、允许的电源电压范围宽,方便电源电路的设计

2、逻辑摆幅大,使电路抗干扰能力强

3、静态功耗低

4、隔离栅结构使CMOS期间的输入电阻极大,从而使CMOS期间驱动同类逻辑门的能力比其他系列强得多

目前CMOS的表现仍未达到可以挑战CCD的程度,CMOS有较高的暗电流现象,即图像讯噪较大,与CCD之间有很大差异。在用于要求高的专业机型上时,CCD仍然是目前最好的。CCD与CMOS 各有所长,日后将会两者并存,共同发展。其选用的关键点是要看用途而作出选择——CCD性能高,但成本高;CMOS性能较低,但成本低廉,容易制造出更大面积的感光器件。

要提高像素数量有两个发展方向:1、在固定的面积内提高CCD密度。这会使CCD内每个感光体面积缩小,引起感光率降低、暗电流增大等副作用,需要在材料选用、生产工艺、线路布置上不断改良来弥补不足,但这始终有一定局限,所以当密度增加至某程度时便只能增大CCD尺寸来容纳更多的像素了。例如,300万以下像素机型的CCD尺寸是1/8英寸,而500万像素的则使用2/3英寸。因此,高像素值的机型未必胜过低像素值的;2、增大CCD面积。这是更理想的方式,它既可以增加像素量,又可以确保每个感光体的面积不会缩小。然而,其生产成本将会大大提高,所配套镜头的体积也会更大,最终导致整体成本极高,故不能应用于低端产品上。

更实际的发展方向是:希望在同样小尺寸CCD内增加像素量,而同时又能拥有同样理想的性能。尺寸和性能是矛盾对立关系的,要突破就要不断改良技术、电路、软件等等,这就是我们研究员要努力的方向了。

2003年初,日本某厂家将会推出高密度的CCD,其每个感光晶体的大小只有2.5μm。日本富士于2003年1月22日发表了这种新款CCD——663万像素1/1.7英寸第四代Super CCD。正因为CCD的发展具有性能与成本之间的一定限制,所以一些厂家便转向发展CMOS了。

ccd和cmos没有说更加好和坏的,各有各的特点,现在高档的单反数码相机都是采用CMOS的。

柯达目前只生产高端的CCD,低端的还没生产。柯达民用级数码相机是委托日本CHINON(智能)生产的,使用SHARP(夏普)的CCD。柯达是一家以技术为主导的公司,所需要做的事情是技术研究和市场。

目前,低端CCD的生产厂家主要来自日本——SONY(索尼)、FUJI(富士)、Panasonic(松下)和SHARP(夏普)。其中,SHARP主要做OEM供应,FUJI和Panasonic以供应自己产品使用为主,SONY才是最大的低端CCD供应商。

4/3系统,这个标准由OLYMPUS(奥林巴斯)最先提出的,因为他们认为在单反数码相机上使用24X36mm尺寸CCD的成本太高了,于是希望使用小尺寸的CCD,并建立与之相对应的镜头系统。而Nikon(尼康)和Canon(佳能)由于是传统相机生产厂,故他们希望能把传统镜头用于数码相机上,但问题是CCD面积小于35mm胶卷规格时会使镜头的使用焦距增长,造成浪费,所以OLYMPUS提出了这个新标准,柯达也对此感兴趣。不过,该新标准提议的推出时间稍晚了些。

下面看的懂你就可以选择了:

像素值越大并不等于图像精度越高,只表示在相同输出精度下可获得更大的输出尺寸而已,正如您所形容般相当于放大倍率的意义,并不一定等于画质可获提高。CCD的性能高低才是影响画质的主要因素。CCD越大,密度越大,获得的图像精度(清晰度)越高。CCD就是过去的底片,底片越大,越清楚,越能被放大。

像素=成像大小(尺寸)

CCD面积=成像质量(清晰度),但也并不是绝对,还有一个制约:图形处理器

单反CCD主要有这几个尺寸

全画幅 36×24mm(等于过去135底片的大小)

数码单反借用了这一标准,把CCD尺寸接近APS-C尺寸的22.5 x 15.0 mm和23.6 x 15.8 mm、23.7×15.6mm 、22.2×14.8mm 都称为APS-C画幅。 而EOS-1D和1DMkII的28.7 x 19.1 mm 称为APS-H画幅。

另外由于凡符合3:2的长宽比CCD/CMOS都是3/2系统,所以APS-C也是3/2系统

还有奥林巴斯的4/3系统18×13.5mm

消费数码相机的CCD非常小,不直接标示长宽尺寸,而是用对角线的比例来标示。所谓的 1/2.7,1/2.5,1/1.8,1/1.7,1/1.6,2/3等,里面的分子1就是16mm,分母越大,CCD越小。算出的数值是CCD的对角线长度。由于大部分消费数码机的CCD长宽比是4:3,算一下:对角线1/2.33英寸,即对角线长10.9mm,大约为8.6×6.4mm。相当于全幅的5%左右,(全副是他的20倍左右,普通单反也约有10倍多,如果是手机的,那就更小了,)。当下的卡片机大多用这个尺寸的CCD.卡片机的感光元件的尺寸也就相当于全幅的5%左右,却制成了1000万像素以上,显然,单位像素的受光面积小的可怜,在同样的信号处理技术条件下,卡片机的成像质量自然是无法和准专业相机或者专业相机比的。

手机就更不要说了,CCD最小了,处理器,镜头都是一般一般。所以即使800万像素的手机也只是手机拍照而已



CCD大小比较



富士 SUPER CCD其它CCD

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再来具体比较一下



佳能各档次最为明显,20倍的光学自然价格高,大的CCD也是价高的。



尼康在消费级别里已经全面萎缩了。



松下也是用心在做



富士也退步了,SUPER CCD独领风骚,E550是我曾经钟情过的。



柯达也有很多经典



理光是最舍得的



索尼是最小气,保守的



最后再来看看单反的CCD,他们的面积是1/2.3CCD的10几倍。价格中幅的更是天价。

最后,让我们向能提供CCD的厂家致敬,这个技术绝不亚于发射卫星和核武器。所以至今还没有山寨。

他们是柯达、索尼、富士、三洋、夏普、松下。

  

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