相機是傳感器嗎：佳能單反相機傳感器怎么樣 佳能單反相機傳感器詳解

相機是傳感器嗎：佳能單反相機傳感器怎么樣 佳能單反相機傳感器詳解

　　有兩家外媒同時收到消息稱， 佳能在未來單反上要使用索尼提供的傳感器，更直言宣布佳能會使用索尼提供4600萬有效像素傳感器搭載在2015年將要發布的高像素機型上。
　　眾所周知，佳能在目前單反陣營中綜合實力最強，具有CMOS、處理器、鏡頭三個核心技術的研發生產能力，但似乎影像傳感器CMOS方面在近些年的競爭中成了佳能的短板，不僅在像素方面沒有任何升級，在DXO的測試中也難掩對佳能CMOS的失望。
　　老競爭對手尼康則一直抱索尼大腿，憑借著索尼在傳感器上的發力，尼康的D800系列的畫質也得到了職業攝影師和發燒友的認可，特別是寬容度表現，而反觀佳能陣營，傳感器像素至今未能突破2200萬大關，寬容度也非常一般，唯一搶眼的是高感表現。
　　不過外媒對此條消息保持中立態度，認為佳能會在特定機型上選擇使用索尼的CMOS，并不會大規模使用，否則將無異于自掘墳墓，也是對自家CMOS技術的否定，對佳能EOS品牌形象也會產生不利的影像。
以上就是關于 佳能單反相機將使用索尼傳感器 的介紹，希望對您有所幫助！

相機是傳感器嗎：圖像傳感器

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圖像傳感器
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圖像傳感器是利用光電器件的光電轉換功能將感光面上的光像轉換為與光像成相應比例關系的電信號。與光敏二極管，光敏三極管等“點”光源的光敏元件相比，圖像傳感器是將其受光面上的光像，分成許多小單元，將其轉換成可用的電信號的一種功能器件。圖像傳感器分為光導攝像管和固態圖像傳感器。與光導攝像管相比，固態圖像傳感器具有體積小、重量輕、集成度高、分辨率高、功耗低、壽命長、價格低等特點。因此在各個行業得到了廣泛應用。
[1]
中文名
圖像傳感器
外文名
image sensor
別 名
感光元件
分 類
CCD，CMOS
定 義
組成數字攝像頭的重要組成部分
目錄
1
CCD
?
應用
?
歷史
?
特點
2
CMOS
?
特點
?
歷史
?
市場
?
發展
3
技術參數
4
發展現狀
圖像傳感器CCD
編輯
語音
CCD是應用在攝影攝像方面的高端技術元件，CMOS則應用于較低影像品質的產品中，它的優點是制造成本較CCD更低，功耗也低得多，這也是市場很多采用USB接口的產品無須外接電源且價格便宜的原因。盡管在技術上有較大的不同，但CCD和CMOS兩者性能差距不是很大，只是CMOS攝像頭對光源的要求要高一些，但該問題已經基本得到解決。CCD元件的尺寸多為1/3英寸或者1/4英寸，在相同的分辨率下，宜選擇元件尺寸較大的為好。圖像傳感器又叫感光元件。
圖像傳感器應用
CMOS圖像傳感器
圖像傳感器
[2]
，或稱感光元件，是一種將光學圖像轉換成電子信號的設備，它被廣泛地應用在數碼相機和其他電子光學設備中。早期的圖像傳感器采用模擬信號，如攝像管（video camera tube）。隨著數碼技術、半導體制造技術以及網絡的迅速發展，市場和業界都面臨著跨越各平臺的視訊、影音、通訊大整合時代的到來，勾劃著未來人類的日常生活的美景。以其在日常生活中的應用，無疑要屬數碼相機產品，其發展速度可以用日新月異來形容。短短的幾年，數碼相機就由幾十萬像素，發展到400、500萬像素甚至更高。不僅在發達的歐美國家，數碼相機已經占有很大的市場，就是在發展中的中國，數碼相機的市場也在以驚人的速度在增長，因此，其關鍵零部件——圖像傳感器產品就成為當前以及未來業界關注的對象，吸引著眾多廠商投入。以產品類別區分，圖像傳感器產品主要分為CCD、CMOS以及CIS傳感器三種。本文將主要簡介CCD以及CMOS傳感器的技術和產業發展現狀。
圖像傳感器歷史
感光器件是工業攝像機最為核心的部件，圖像傳感器有CMOS和CCD兩種。CCD特有的工藝，具有低照度效果好、信噪比高、通透感強、色彩還原能力佳等優點，在交通、醫療等高端領域中廣泛應用。由于其成像方面的優勢，在很長時間內還會延續采用，但同時由于其成本高、功耗大也制約了其市場發展的空間。CCD與CMOS在不同的應用場景下各有優勢，但隨著CMOS工藝和技術的不斷提升，以及高端CMOS價格的不斷下降，相信在安防行業高清攝像機未來的發展中，CMOS將占據越來越重要的地位。
CCD（Charged Coupled Device）于1969年在貝爾試驗室研制成功，之后由日商等公司開始量產，其發展歷程已經將近30多。CCD又可分為線型（Linear）與面型（Area）兩種，其中線型應用于影像掃瞄器及傳真機上，而面型主要應用于數碼相機（DSC）、攝錄影機、監視攝影機等多項影像輸入產品上。
圖像傳感器特點
一般認為，CCD傳感器有以下優點：高解析度（High Resolution）：像點的大小為μm級，可感測及識別精細物體，提高影像品質。從1寸、1/2寸、2/3寸、1/4寸到推出的1/9寸，像素數目從10多萬增加到400～500萬像素；低雜訊（Low Noise）高敏感度：CCD具有很低的讀出雜訊和暗電流雜訊，因此提高了信噪比（SNR），同時又具高敏感度，很低光度的入射光也能偵測到，其訊號不會被掩蓋，使CCD的應用較不受天候拘束；動態范圍廣（High Dynamic Range）：同時偵測及分辨強光和弱光，提高系統環境的使用范圍，不因亮度差異大而造成信號反差現象。良好的線性特性曲線（Linearity）：入射光源強度和輸出訊號大小成良好的正比關系，物體資訊不致損失，降低信號補償處理成本；高光子轉換效率（High Quantum Efficiency ）：很微弱的入射光照射都能被記錄下來，若配合影像增強管及投光器，即使在暗夜遠處的景物仍然還可以偵測得到；大面積感光（Large Field of View）：利用半導體技術已可制造大面積的CCD晶片，與傳統底片尺寸相當的35mm的CCD已經開始應用在數碼相機中，成為取代專業有利光學相機的關鍵元件；光譜響應廣（Broad Spectral Response）：能檢測很寬波長范圍的光，增加系統使用彈性，擴大系統應用領域；低影像失真（Low Image Distortion）：使用CCD感測器，其影像處理不會有失真的情形，使原物體資訊忠實地反應出來；體積小、重量輕CCD具備體積小且重量輕的特性，因此，可容易地裝置在人造衛星及各式導航系統上；低秏電力不受強電磁場影響；9.　電荷傳輸效率佳：該效率系數影響信噪比、解像率，若電荷傳輸效率不佳，影像將變較模糊；10.　可大批量生產，品質穩定，堅固，不易老化，使用方便及保養容易。根據In-Stat在2001時對全球圖像傳感器的研究報告中指出，CCD產業前七大廠商皆為日系廠商，占了全球98.5%的市場份額，在技術發展方面，較有特色的主要廠商應為索尼、飛利普和柯達公司。
圖像傳感器CMOS
編輯
語音
圖像傳感器特點
CMOS傳感器采用一般半導體電路最常用的CMOS工藝，具有集成度高、功耗小、速度快、成本低等特點，最近幾年在寬動態、低照度方面發展迅速。CMOS即互補性金屬氧化物半導體，主要是利用硅和鍺兩種元素所做成的半導體，通過CMOS上帶負電和帶正電的晶體管來實現基本的功能。這兩個互補效應所產生的電流即可被處理芯片記錄和解讀成影像。在模擬攝像機以及標清網絡攝像機中，CCD的使用最為廣泛，長期以來都在市場上占有主導地位。CCD的特點是靈敏度高，但響應速度較低，不適用于高清監控攝像機采用的高分辨率逐行掃描方式，因此進入高清監控時代以后，CMOS逐漸被人們所認識，高清監控攝像機普遍采用CMOS感光器件。CMOS針對CCD最主要的優勢就是非常省電。不像由二級管組成的CCD，CMOS電路幾乎沒有靜態電量消耗。這就使得CMOS的耗電量只有普通CCD的1/3左右，CMOS重要問題是在處理快速變換的影像時，由于電流變換過于頻繁而過熱，暗電流抑制的好就問題不大，如果抑制的不好就十分容易出現噪點。已經研發出720P與1080P專用的背照式CMOS器件，其靈敏度性能已經與CCD接近。與表面照射型CMOS傳感器相比，背照式CMOS在靈敏度（S/N）上具有很大優勢，顯著提高低光照條件下的拍攝效果，因此在低照度環境下拍攝，能夠大幅降低噪點。雖然以CMOS技術為基礎的百萬像素攝像機產品在低照度環境和信噪處理方面存在不足，但這并不會根本上影響它的應用前景。而且相關國際大企業正在加大力度解決這兩個問題，相信在不久的將來，CMOS的效果會越來越接近CCD的效果，并且CMOS設備的價格會低于CCD設備。安防行業使用CMOS多于CCD已經成為不爭的事實，盡管相同尺寸的CCD傳感器分辨率優于CMOS傳感器，但如果不考慮尺寸限制，CMOS在量率上的優勢可以有效克服大尺寸感光原件制造的困難，這樣CMOS在更高分辨率下將更有優勢。另外，CMOS響應速度比CCD快，因此更適合高清監控的大數據量特點。
圖像傳感器歷史
與CCD相比，CMOS具有體積小，耗電量不到CCD的1/10，售價也比CCD便宜1/3的優點。與CCD產品相比，CMOS是標準工藝制程，可利用現有的半導體設備，不需額外的投資設備，且品質可隨著半導體技術的提升而進步。同時，全球晶圓廠的CMOS生產線較多，日后量產時也有利于成本的降低。另外，CMOS傳感器的最大優勢，是它具有高度系統整合的條件。理論上，所有圖像傳感器所需的功能，例如垂直位移、水平位移暫存器、時序控制、CDS、ADC…等，都可放在集成在一顆晶片上，甚至于所有的晶片包括后端晶片（Back-end Chip）、快閃記憶體（Flash RAM）等也可整合成單晶片（SYSTEM-ON-CHIP），以達到降低整機生產成本的目的。正因為此，投入研發、生產的廠商較多，美國有30多家，歐洲7家，日本約8家，韓國1家，臺灣有8家。而居全球翹楚地位的廠商是Agilent(HP)，其市場占有率51%、ST(VLSI Vision)占16%、Omni Vision占13%、現代占8%、Photobit約占5%，這五家合計市占率達93%。根據In-Stat統計資料顯示，CMOS傳感器的全球銷售額到2004年可望突破18億美元，CMOS將以62%的年復合成長率快速成長，逐步侵占CCD器件的應用領域。特別是在2013年快速發展的手機應用領域中，以CMOS圖像傳感器為主的攝相模塊將占領其80%以上的應用市場。
圖像傳感器市場
CMOS圖像傳感器屬于新興產品市場，其市場占有率變化不如成熟產業那般恒常不變，例如在1999年時，CMOS市場中，按照出貨比例排名依序為Agilent、OmniVision、STM和Hyundai，其市場占有率分別為24%、22%、14%和14%，其中STM是歐洲廠商，Hyundai是韓國廠商；但只經過一年后的市場競爭，Agilent和OmniVision出貨排名順序仍然分居一、二，且市場占有率分別提升到37.7%和30.8%，而STM落居第四，市場占有率大幅滑落至4.8%，至于Hyundai更是大幅衰退只剩2.1%的市場占有率，值得一提的是Photobi在2000年度的大幅成長，全球市場占有率快速成長至13.7%，排名全球第三。這三家廠商出貨量就占全球出貨量的82.2%。從中可以分析，這個產業的廠商集中度相當密集，所以觀察上述三家廠商的動態和發展，可看出許產業和技術未來發展方向。Agilent主要的產品為第二代的CIF（352*288）HDCS-1020和第二代的VGA（640*480）HDCS-2020，主要應用在數碼相機 、行動電話、PDA、PC Camera等新興的資訊家電產品之中，此外Agilent在2000年另一成功策略是和Logitech與Microsoft這兩家公司策略聯盟，打入了光學鼠標產品領域，但是這是非常低階的CMOS產品，而且不是為了捕捉影像 ，所以在做影像感測器的全球統計時并未將此數量一并加入，但是此舉可看出Agilent以CMOS技術為基礎進軍光學元件的規劃意圖。OmniVision它主要的產品包括︰CIF（352 x 288）、VGA（640 x 480）、SVGA（800 x 600）和SXGA（1280 x 1024）。Omnivision開發的130萬像素等級的CMOS圖像傳感器正在被業界大量應用在數碼相機中。業界一般認為，百萬像素為使用CMOS和CCD的分水嶺，CMOS成功跨進這一市場，足以說明CMOS技術發展對市場的滲透度，未來可能將取代CCD成為中低檔影像產品的不留應用。Omnivision在2001年5月開發的CIF(352 x 288)等級的CMOS傳感器，其特色為低秏電，目標市場定位在移動電話上，其產品發展策略和各大研究調查機構不謀而合，在移動電話市場上，CMOS模組的攝相模塊已經成為移動通訊應用的最大量產品。Photobit在2000年獲得較大成功。2001年Photobit率先研發出PB-0330產品型號的CMOS圖像傳感器，此產品特色具備單一晶片邏輯轉數位的變頻器，它是第二代1/4寸的VGA（640 x 480），同時也推出PB-0111產品型號的CMOS影像感測器，是第二代1/5寸的CIF（352 x 288）。Photobit推出這兩種產品主要針對數碼相機和PC Camera的數位化產品，和OmniVision CIF（352 x 288）定位在行動電話市場上有所區隔，其推出CIF（352 x 288）和VGA（640 x 480）這兩種不同解析程度的影像感測器，行銷范圍意圖含蓋低階和中高階市場。
圖像傳感器發展
2013年業界發展了CMOS圖像傳感器新技術--C3D。C3D技術的最大特點就是像素反應的均一性。C3D技術重新定義了成像器的性能（即把系統的整體性能包括在內）并提高了CMOS圖像傳感器在均一性和暗電流方面的標準性能。2014年初，美國Foveon公司公開展示了其最新發展的Foveon X3技術，立即引起業界的高度關注。Foveon X3是全球第一款可以在一個像素上捕捉全部色彩的圖像傳感器陣列。傳統的光電耦合器件只能感應光線強度，不能感應色彩信息，需要通過濾色鏡來感應色彩信息，我們稱之為Bayer濾鏡。而Foveon X3在一個像素上通過不同的深度來感應色彩，最表面一層感應藍色、第二層可以感應綠色，第三層感應紅色。它是根據硅對不同波長光線的吸收效應來達到一個像素感應全部色彩信息，已經有了使用這種技術的CMOS圖像傳感器，其應用產品是“Sigma SD9”數碼相機。這項革新技術可以提供更加銳利的圖像，更好的色彩，比起以前的圖像傳感器，X3是第一款通過內置硅光電傳感器來檢測色彩的。Foveon X3的技術對于傳統半導體感光技術來說有很大的突破，也有顛覆傳統技術的效果，相信Foveon X3會有很好的前景。在高分辨率像素產品方面，日前臺灣銳視科技已領先業界批量推出了210萬像素的CMOS圖像傳感器，而且已有美商與臺灣的光學鏡頭廠合作，將在第三季推出此款CMOS傳感器結合鏡頭的模組，CMOS應用已經開始在200萬像素數碼相機產品中應用。對比CCD提供很好的圖像質量、抗噪能力和相機設計時的靈活性。盡管由于增加了外部電路使得系統的尺寸變大，復雜性提高，但在電路設計時可更加靈活，可以盡可能的提升CCD相機的某些特別關注的性能。CCD更適合于對相機性能要求非常高而對成本控制不太嚴格的應用領域，如天文，高清晰度的醫療X光影像、和其他需要長時間曝光，對圖像噪聲要求嚴格的科學應用。CMOS是能應用當代大規模半導體集成電路生產工藝來生產的圖像傳感器，具有成品率高、集成度高、功耗小、價格低等特點。CMOS技術是世界上許多圖像傳感器半導體研發企業試圖用來替代CCD的技術。經過多年的努力，作為圖像傳感器，CMOS已經克服早期的許多缺點，發展到了在圖像品質方面可以與CCD技術較量的水平。CMOS的水平使它們更適合應用于要求空間小、體積小、功耗低而對圖像噪聲和質量要求不是特別高的場合。如大部分有輔助光照明的工業檢測應用、安防保安應用、和大多數消費型商業數碼相機應用。
圖像傳感器技術參數
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語音
了解CCD和CMOS芯片的成像原理和主要參數對于產品的選型時非常重要的。同樣，相同的芯片經過不同的設計制造出的相機性能也可能有所差別。CCD和CMOS的主要參數有以下幾個：1. 像元尺寸像元尺寸指芯片像元陣列上每個像元的實際物理尺寸，通常的尺寸包括14um,10um, 9um , 7um , 6.45um ,3.75um 等。像元尺寸從某種程度上反映了芯片的對光的響應能力，像元尺寸越小，能夠接收到的光子數量越多，在同樣的光照條件和曝光時間內產生的電荷數量越多。對于弱光成像而言，像元尺寸是芯片靈敏度的一種表征。2. 靈敏度靈敏度是芯片的重要參數之一，它具有兩種物理意義。一種指光器件的光電轉換能力，與響應率的意義相同。即芯片的靈敏度指在一定光譜范圍內，單位曝光量的輸出信號電壓（電流），單位可以為納安/勒克斯nA/Lux、伏/瓦（V/W）、伏/勒克斯（V/Lux）、伏/流明（V/lm）。另一種是指器件所能傳感的對地輻射功率（或照度），與探測率的意義相同，。單位可用瓦（W）或勒克斯（Lux）表示。3. 壞點數由于受到制造工藝的限制，對于有幾百萬像素點的傳感器而言，所有的像元都是好的情況幾乎不太可能，壞點數是指芯片中壞點（不能有效成像的像元或相應不一致性大于參數允許范圍的像元）的數量，壞點數是衡量芯片質量的重要參數。4. 光譜響應光譜響應是指芯片對于不同光波長光線的響應能力，通常用光譜響應曲線給出。從產品的技術發展趨勢看，無論是CCD還是CMOS，其體積小型化及高像素化仍是業界積極研發的目標。因為像素尺寸小則圖像產品的分辨率越高、清晰度越好、體積越小，其應用面更廣泛。從上述二種圖像傳感器解析度來看，未來將有幾年時間，以130萬像素至200萬像素為界，之上的應用領域中，將仍以CCD主流，之下的產品中，將開始以CMOS傳感器為主流。業界分析2014年底至2015初，將有300萬像素的CMOS上市，預測CMOS市場應用超越CCD的時機一般在2004年-2005年。
圖像傳感器發展現狀
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圖像傳感器的視訊比是給定的，使用高清(HD)分辨率1080p，攝像機設計正朝使用更小的光學格式發展，導致需要更小的像素結構，以降低整體系統成本，同時不影響圖像性能或光靈敏度。CCD圖像傳感器由于靈敏度高、噪聲低，逐步成為圖像傳感器的主流。但由于工藝上的原因，敏感元件和信號處理電路不能集成在同一芯片上，造成由CCD圖像 傳感器組裝的攝像機體積大、功耗大。CMOS圖像傳感器以其體積小、功耗低在圖像傳感器市場上獨樹一幟。但最初市場上的CMOS圖像傳感器，一直沒有擺脫 光照靈敏度低和圖像分辨率低的缺點，圖像質量還無法與CCD圖像傳感器相比。如果把CMOS圖像傳感器的光照靈敏度再提高5倍～10 倍，把噪聲進一步降低，CMOS圖像傳感器的圖像質量就可以達到或略微超過CCD圖像傳感器的水平，同時能保持體積小、重量輕、功耗低、集成度高、價位低 等優點，如此，CMOS圖像傳感器就會取代CCD圖像傳感器，并且發展出更好的功效。由于CMOS圖像傳感器的應用，新一代圖像系統的開發研制得到了 極大的發展，并且隨著經濟規模的形成，其生產成本也得到降低。CMOS圖像傳感器的畫面質量也能與CCD圖像傳感器相媲美，這主要歸功于圖像傳感器 芯片設計的改進，以及亞微米和深亞微米級設計增加了像素內部的新功能。實際上，更確切地說，CMOS圖像傳感器應當是一個圖像系統。一 個典型的CMOS圖像傳感器通常包含：一個圖像傳感器核心(是將離散信號電平多路傳輸到一個單一的輸出，這與CCD圖像傳感器很相似)，所有的時序邏輯、 單一時鐘及芯片內的可編程功能，比如增益調節、積分時間、窗口和模數轉換器。事實上，當一位設計者購買了CMOS圖像傳感器后，他得到的是一個包括圖像陣 列邏輯寄存器、存儲器、定時脈沖發生器和轉換器在內的全部系統。與傳統的CCD 圖像系統相比，把整個圖像系統集成在一塊芯片上不僅降低了功耗，而且具有重量較輕，占用空間減少以及總體價格更低的優點。
[3]
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參考資料
1.

祝詩平．傳感器與檢測技術：北京大學出版社，中國林業出版社，2006年：209
2.

圖像傳感器最新新聞資訊
．OFweek傳感器網[引用日期2016-07-21]
3.

圖像傳感器的發展及應用現狀
．傳感器應用網[引用日期2016-05-24]

相機是傳感器嗎：影像傳感器

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影像傳感器
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本詞條由“科普中國”科學百科詞條編寫與應用工作項目
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。
影像傳感器，是數碼相機的核心，也是最關鍵的技術。在傳統的相機中，膠片是一種感光材料，經過某種特定的化學藥品處理后，它會把拍攝到的影像記錄下來。數碼相機中，影像傳感器代替了膠片的位置，形成了電子影像。
中文名
影像傳感器
外文名
solid state image sensors
又 稱
感光器件
主要分類
CCD和CMOS傳感器
像 素
最小單位
過 程
光子轉換為電荷
目錄
1
固態影像傳感
2
傳感器結構
3
傳感器分類
4
性能差異
影像傳感器固態影像傳感
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語音
固態影像傳感器( solid state image sensors)技術起源于20世紀60年代末，它通過將光子轉換為電荷并記錄在存儲介質中以實現數字圖像的獲取( SHORTISet al，1996)。當前應用的固態影像傳感器類型主要有CCD、CMOS、JFETLBCAST、Foveon X3、Live MOS等，其中應用最多的是CCD和CMOS傳感器。
[1]
影像傳感器傳感器結構
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除了起感光作用的光電管以外，影像傳感器還包括一系列的其他構件為了更好地利用光線。在每一像素前都裝有微透鏡，該透鏡起到“捆綁”光束的作用。微透鏡能夠減少邊緣光的損失。不同于傳統膠片，影像傳感器的光電二極管難以對傾斜射入的邊緣光束加以利用，照片四周較暗。微透鏡能使傳感器邊角處的光線也能垂直射入單個的光電管。單個光電管只能記錄亮度值，也就是說，光電管是“色盲”。為了拍出彩色照片，在光電二極管的前一層加裝了紅、綠、藍三原色濾色鏡。拜耳濾鏡中，各濾鏡之間的比例關系為紅25%、藍25%、綠50%。電腦屏幕上的所有色彩都是由這三種色彩按照不同比例混合而成的。如果三種色彩全部記錄下最大光量，像素顯示為白色。反之，如果三原色什么都沒記錄下來，像素顯示為黑色。紅、綠、藍三種色彩相互疊加得到的各種色彩，涵蓋了人眼視力所能感知的所有色彩。綠色之所以占到一半，是因為人眼對綠色更加敏感。
[2]
傳感器前裝有一系列濾鏡，用于消除不想要的效果?；旧厦颗_數碼相機都裝有低通濾鏡低通濾鏡加裝在相機的傳感器前，允許低頻光線通過，阻擋高頻光線。低通濾鏡的作用在于減弱摩爾紋。磨爾紋是一種因數碼相機的感光元件受到高頻干擾，而在圖像上出現的彩色的、形狀不規律的干涉條紋。如果數碼相機感光元件的空間頻率與被攝對象的空間頻率接近，就會產生摩爾紋。如果鏡頭的分辨率小于感光元件的空間頻率，影像中就不會出現與感光元件空間頻率相近的條紋，也就不會產生摩爾紋。但是，目前的技術水平有限，只能靠加入低通濾鏡來減弱摩爾紋。然而，低通濾鏡有一弊端，那就是它會大大降低相機的成像銳度，影響畫質。
影像傳感器傳感器分類
編輯
語音
一般分為以下兩大類：1、電荷藕合組件圖像傳感器 CCD（Charge Coupled Device）。CCD 是半導體組件，于 1970 年由美國貝爾 (Bell) 實驗室發明。 CCD 其實是一組可以進行"光電轉換"的光電體，當光通過鏡頭聚焦形成影像后，CCD便會將影像的光訊號轉換為電訊號（電壓）。光量愈大，釋放出的電子數量愈多，電訊號亦愈強，像素的顯示則會愈亮。在 CCD 上組成畫面的最小單位被稱為像素，每個光電體亦即等于一個像素。每塊 CCD 所含像素的數目與大小都與影像質素有著直接關系。像素愈高，輸出的影像質素便愈高。2、互補性氧化金屬半導體CMOS（Complementary Metal-Oxide Semiconductor），和 CCD 一樣同為在數碼相機中可記錄光線變化的半導體。CMOS 的制造技術和一般計算機芯片沒什么差別，主要是利用硅和鍺這兩種元素所做成的半導體，使其在 CMOS 上共存著帶N（帶–電） 和 P（帶+電）級的半導體，這兩個互補效應所產生的電流即可被處理芯片紀錄和解讀成影像。
[3]
影像傳感器性能差異
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像敏單元以及數據處理和傳送方式的不同導致CCD和CMOS傳感器在性能上有所差異，主要體現在以下幾方面：1、CCD像敏單元中沒有信號放大裝置，感光二極管可以占據像敏單元表面較大的面積（開口率）。因此，CCD的光利用效率、動態范圍以及感光度等性能都優于CMOS。同時，由于像敏單元可以做得很小，在相同面積上CCD能夠排列更多的像敏單元，其分辨率也高于CMOS。2、CCD中不同像敏單元輸出的電信號進行統一放大，其噪聲低于CMOS。另一方面，由于CMOS中各像敏單元單獨對其信號進行放大，很難保證所有放大器放大倍數的一致性，故更易導致像素響應的不均勻性。3、CCD需要外加電壓才能使電荷移動，并且不同的垂直寄存器需要的電壓不一樣，要用專用的電源管理電路。因此，CCD的功耗比同尺寸的CMOS高。4、CCD需要使用專門的制造設備，而且一個單元的損壞會造成整列報廢，因而其成品率低，生產成本和技術門檻較高。CMOS傳感器采用一般半導體電路最常用的CMOS工藝，技術相對成熟，制造成本較低，更易于普及。
[1]
總體而言，CCD的成像性能優于CMOS。因此，在攝影測量領域應盡可能地采用基于CCD傳感器的數碼相機。
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參考資料
1.

馮其強，李廣云，李宗春．數字工業攝影測量技術及應用：測繪出版社，2013
2.

海納曼．數碼攝影全手冊：中國攝影出版社，2015
3.

Donald Alexander Sheff．美國紐約攝影學院攝影教材：中國攝影出版社，2010.8

相機是傳感器嗎：手機相機傳感器像素越高越好？ 索尼IMX586確實是這樣

最近，索尼發布了一款全新的手機相機CMOS：IMX 586，對索尼來說，面向大眾市場已經很久沒有發布升級幅度較大的CMOS了，這兩年都是在原有的CMOS基礎上修修補補，提升幅度不大。而索尼IMX 586可能引起新一輪手機相機競賽。
先來說說索尼最新發布的IMX 586參數，IMX 586堆疊式CMOS圖像傳感器為4800萬像素，1/2英寸大小，0.8μm超小像素尺寸，采用Quad Bayer 彩色濾光片陣列，和華為 P20 Pro 上的 IMX600 一樣支持像素四合一技術，以 1.6μm 輸出 1200W 像素高畫質照片。
這塊傳感器可拍攝 90fps 4K 和 240fps 1080p 視頻。和 IMX600 不同的是， IMX586 非獨占定制版，手機廠商均可以采購，單塊傳感器價格為 3000 日元，約合 183 元人民幣，會是下半年旗艦拍照手機的好選擇。 這顆手機相機CMOS創造了手機相機CMOS兩項之最：最小像素尺寸和最大像素，0.8μm單個像素尺寸與4800萬像素都是目前手機相機CMOS中少有的，時至今日，手機已經過了只看單純像素大小的時代，前幾年在500萬像素與800萬像素是市場絕對主流之時，手機廠商推出1200萬像素甚至2000萬像素的手機的確很誘人，但如今，稍微懂手機的用戶就會知道，像素并不是越大越好。
手機相機CMOS有三個核心參數，俗話說底大一級壓死，手機相機CMOS的整體尺寸大小是決定拍照質量的核心因素，以目前市場主流的索尼IMX手機相機CMOS為例，目前市場主流旗艦CMOS是索尼IMX363，IMX363的底大小為1/2.55，1200萬像素，1.4μm單個像素尺寸。
再往上則是超旗艦索尼IMX380，IMX380擁有媲美卡片機的1/2.3 inch感光元件尺和1.55μm大像素，可以捕獲更多的光信號，大大提升MEIZU 15在弱光環境下的表現，畫面更純凈，更少噪點。 而索尼MIX586是近年來提升最大的一顆CMOS，為什么這么說呢，是因為不論是從底子大小還是像素大小來看，都較以往的CMOS有著較大區別，唯一可與之對比的是華為P20 Pro搭載的索尼IMX600，IMX600大小1/1.7英寸，4000萬像素，單個像素尺寸1μm。 那么IMX586與IMX600一個像素數高一個底子大，那么到底哪個更好呢？毫無疑問當然是IMX600，IMX586雖然像素更高，但底子大小和單個像素尺寸都不如IMX600，而且還沒有DRAM層，只能支持 90fps 4K 和 240fps 1080p 視頻，而IMX600則可以支持960fps 720P視頻。
內行看門道外行看熱鬧，對相機不是很了解的消費者購買手機時可能會優先看像素大小，比如1200萬像素與2000萬像素肯定會選后者，但手機相機傳感器像素并不是越高越好，還要看單個像素尺寸，單個像素尺寸越大，捕獲光信號越多，可以大大提升在弱光環境下的表現，畫面更純凈，更少噪點。 而我們所說的像素高指的其實是照片的分辨率，4800萬像素分辨率為8000x6000，而目前主流的1200萬像素分辨率僅為4032×3024，相比之下相差還是非常大的，那么分辨率有什么用呢？分辨率越高，放大之后越不容易失真。比如1200萬像素，放大3倍之后圖像就開始模糊了，而對4800萬像素來說，可能放大5倍之后才開始變得模糊。 而既然像素并不是越高越好，那么索尼為何推出高像素的手機CMOS呢？其實索尼IMX586有一個殺手锏，那就是Quad Bayer 彩色濾光片陣列，通過采用Quad Bayer彩色濾光片陣列，相鄰的2×2像素采用相同的顏色，在低光照條件下，例如夜間拍攝，增加了來自四個相鄰像素的信號，將靈敏度提高到相當于1.6μm像素（1200萬有效像素）的水平，以捕捉明亮，低噪點的照片和視頻。
通過Quad Bayer彩色濾光片陣列，索尼IMX586解決了光線不足環境下的進光量問題，克服了小尺寸像素進光量不足的問題。當拍攝諸如白天戶外的明亮場景時，內置的原始信號處理功能執行陣列轉換，使得可以實時獲得4800萬有效像素圖像。 一句話，手機相機傳感器并不是像素越高越好，但通過采用Quad Bayer彩色濾光片陣列，解決了高像素與單個像素尺寸大小之間的矛盾。預計索尼IMX586上市之后，智能手機的整體拍照水準會有大幅度提升。本文編輯：張前關注泡泡網，暢享科技生活。
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