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数码相机如何工作

作者:Karim Nice,特雷西·威尔逊(Tracy V. Wilson)杰拉尔德·古里维奇(Gerald Gurevich)

CCD和CMO:无电影相机

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CMOS图像传感器

代替胶卷,数码相机具有转换的传感器进入电荷。

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。CCD和CMOS图像传感器都将光转换为电子。如果您已经阅读太阳能电池如何工作,您已经了解用于执行转换的技术之一。思考这些传感器的一种简化方法是考虑数千或数百万个小太阳能电池的2D阵列。

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一旦传感器将光转换为电子,它就会读取图像中每个单元格的值(累积电荷)。这是两种主要传感器类型之间的差异的位置:

  • CCD将电荷运送到整个芯片上,并在阵列的一个角落读取。一个模数转换器(ADC)然后,通过测量每个光子的充电量并将测量值转换为二进制形式,将每个像素的值转换为数字值。
  • CMOS设备在每个像素上使用几个晶体管来使用更多传统的电线放大和移动电荷。

两种类型的传感器之间的差异导致了许多利弊:

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CCD传感器
照片礼貌达尔萨
  • CCD传感器创建高质量的低噪声图像。CMOS传感器通常更容易受到噪声的影响。
  • 因为CMOS传感器上的每个像素都有位于其旁边的几个晶体管,因此CMOS芯片的光灵敏度较低。许多光子击中了晶体管,而不是光电二极管。
  • CMOS传感器传统上消耗了很少的功率。另一方面,CCD使用的过程会消耗大量功率。CCD的消耗比等效的CMOS传感器高100倍。
  • CCD传感器的质量已更长,因此它们更成熟。他们倾向于具有更高质量的像素,还有更多的像素。

尽管两个传感器之间存在许多差异,但它们都在相机中起着相同的作用 - 它们将光转化为电。为了理解如何数码相机作品,您可以将它们视为几乎相同的设备。

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