數(shù)字影像傳感器

數(shù)字影像傳感器——1533352胡建平什么是數(shù)字影像？模擬影像、數(shù)字影像數(shù)字影像完全以一種有規(guī)則的數(shù)字量集合來表現(xiàn)的物理圖案特點(diǎn)：可后處理，但空間離散。模擬影像以一種直觀的物理量來連續(xù)地、形象地表現(xiàn)出另一種物理特性的圖案?？臻g連續(xù)、直觀；但無法改變或后處理。什么是數(shù)字影像？模擬影像數(shù)字影像高分辨率數(shù)字影像什么是數(shù)字影像傳感器？是生成數(shù)字影像的關(guān)鍵設(shè)備。又稱感光元件，是一種將光學(xué)圖像轉(zhuǎn)換成電子信號的設(shè)備。被廣泛應(yīng)用在數(shù)碼相機(jī)和其他電子光學(xué)設(shè)備中。傳感器單反相機(jī)工業(yè)相機(jī)數(shù)字影像傳感器的分類CCD傳感器CMOS傳感器LBCAST感光芯片F(xiàn)oveonX3感光芯片主流傳感器CCD傳感器ChargeCoupledDevice(電荷耦合元件)CCD上有許多排列整齊的光電二極管，能感應(yīng)光線，并將光信號轉(zhuǎn)變成電信號，經(jīng)外部采樣放大及模數(shù)轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換成數(shù)字圖像信號CCD上植入的微小光敏物質(zhì)稱作像素(Pixel)CCD上包含的像素數(shù)越多，其提供的畫面分辨率也就越高。常見CCD形狀CCD傳感器發(fā)展史1969年，由美國的貝爾研究室開發(fā)出來。同年，日本的SONY公司也開始研究CCD。1973年1月，SONY中研所發(fā)表第一個以96個圖素并以線性感知的二次元影像傳感器“8*8(64圖素)FT方式三相CCD”。1974年6月，彩色影像用的FT方式32*64CCD研究成功。1980年，SONY發(fā)表全世界第一個商品化的CCD攝影機(jī)(編號XC-1)。1981年，發(fā)表了28萬個圖素的CCD(電子式穩(wěn)定攝影機(jī)MABIKA)。CCD發(fā)明者——維拉·博伊爾和喬治·史密斯CCD傳感器發(fā)展史1983年，19萬個圖素的IT方式CCD量產(chǎn)成功。1984年，發(fā)表了低污點(diǎn)高分辨率的CCD。1987年，1/2英寸25萬圖素的CCD，在市面上銷售。同年，發(fā)表2/3英寸38萬圖素的CCD，且在市面上銷售。2013年，加拿大DALSA公司生產(chǎn)出1億像素的CCD數(shù)字相機(jī)IOE3—KabanIOE3-KabanCCD分類信號傳輸方式：全幀傳輸CCD和隔行傳輸CCD；濾鏡類型：原色CCD和補(bǔ)色CCD；感光單元形狀和排列方式：普通CCD和超級CCDCCD的組成結(jié)構(gòu)：上層：增光鏡片中層：色塊網(wǎng)格下層：感應(yīng)線路CCD組成結(jié)構(gòu)色塊網(wǎng)絡(luò)增加受光面積，提高感光度，使得提升CCD總像素的同時，維持CCD的標(biāo)準(zhǔn)體積分光濾色片，幫助CCD具有色彩辨識的能力。透過分色濾片，CCD可以分開感應(yīng)不同光線的『成分』將色彩進(jìn)行信號數(shù)字化CCD的分色原理：2種分色方式：RGB原色分色法CMYG補(bǔ)色分色法RGB原色分色法綠色過濾片個數(shù)最多：自然光綠色占比最大CCD的分色原理：2種分色方式：RGB原色分色法CMYG補(bǔ)色分色法CMYG補(bǔ)色分色法補(bǔ)色CCD的優(yōu)點(diǎn)是色階較寬、色彩混合變化多及細(xì)致。缺點(diǎn)是色彩過于細(xì)致使影像表現(xiàn)較柔及不夠鮮明，并且對于后期數(shù)字影像處理在調(diào)色不易，容易產(chǎn)生色散或偏色的問題。CCD的工作原理：CCD工作原理1.CCD像是一排排輸送帶上并排放滿了小桶，每個小桶就是一個像素；2.光線就象雨滴一樣撒入各個小桶；3.按下快門拍照的過程，就是按一定的順序測量一下某一短暫的時間間隔中，小桶中落進(jìn)了多少“光滴”，并記在文件中。CMOS傳感器ComplementaryMetalOxideSemiconductor(互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體)主要是利用硅和鍺兩種元素所做成的半導(dǎo)體，通過CMOS上帶負(fù)電和帶正電的晶體管來實(shí)現(xiàn)光線數(shù)字化。因?yàn)檫@兩個互補(bǔ)效應(yīng)所產(chǎn)生的電流即可被處理芯片記錄和解讀成影像。CMOSCMOS傳感器發(fā)展史70年代初CMOS傳感器在NASA的JetPropulsionLaboratory(JPL)制造成功；80年代末，英國愛丁堡大學(xué)成功試制出了世界第一塊單片CMOS型圖像傳感器件；1995年像元數(shù)為（128×128）的高性能CMOS有源像素圖像傳感器由噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室首先研制成功；1997年英國愛丁堡VLSIV