感光元件是一種電子式的感光媒介,
能將收集到的光線轉化成電子信號。
現在的感光元件基本是兩種,
一種叫光電耦合元件,
簡稱CCD(Charge Coupled Device), 另一種叫互補式金屬氧化物半導體主動圖元感測器,
名字比較長,
簡稱CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor Active Pixel Sensor),兩個雖然都可以將光線轉化成電子信號,
但其構造原理不同,
價格也不同。
CCD是一種積體電路, 相當於是一塊IC晶片。 表面有許多能感應光線的感測器電容,
CCD的優點是在信號傳輸時有專屬的通道, 保證信號傳輸時不受干擾, 提高影像資料的完整性, 最終結果也理加純淨。
CMOS是另一種電子式感光媒介, 採用一般性標準的半導體制程, 只是將電子晶體運算功能更改成光電效應作用。 CMOS感光元件一般將光線感測器和信號處理器製作在同一塊晶片上。
CCD的電子信號傳送速率較慢, 成本較高;而CMOS的傳送速率較快, 成本較低, 但相對的容易受干擾, 但其缺點也隨著技術發展逐漸得到改善。
拜耳濾鏡 Bayer Filter
拜耳陣列是實現CCD 或CMOS 感測器拍攝彩色圖像的主要技術之一。 它是一個4×4陣列, 由8個綠色、4個藍色和4個紅色圖元組成, 在將灰度圖形轉換為彩色圖片時會以2×2矩陣進行9次運算, 最後生成一幅彩色圖形。 拜耳陣列模擬人眼對色彩的敏感程度, 採用1紅2綠1藍的排列方式將灰度資訊轉換成彩色資訊。 採用這種技術的感測器實際每個圖元僅有一種顏色資訊, 需要利用反馬賽克演算法進行插值計算, 最終獲得一張圖像。
低通濾鏡 Low Pass Filter由於採用拜耳濾鏡獲得畫面彩色資訊的感光元件,
最後,
當拍攝具有規律條紋狀的物體時,
條紋排列的密度高於感光元件的解析能力,
相機但無法取得正確的資訊,
於是一樣只好通過運算的方式加以推測,
結果經常會形成週期性的波紋,
這種就是摩爾紋(Moire)。
相機生產廠商為了減輕摩爾紋現象, 就會加相機上加裝一片可以消除摩爾紋的低通濾鏡。
低通濾鏡主要是通過僅容許低頻信號通過的方式來消除影像上高頻變化的部分,可使影像的變化較均勻、平緩,摩爾紋就屬於高頻信號。
背照式感光元件 Back-Illuminated Sensor背照式感光元件是一種採取不同設計的CMOS感光元件。它將原來的CMOS感光元件上下層相互顛倒,把原來放在最上層用來岔道顏色的濾鏡放於最底下,而把負責光線的感測器放在最上面。
這樣做的好處是感測器可以直接接收光線,減少光線因穿透濾鏡時所造成的衰減,可以增加每個單位面積的敏感度、改善亮度的功率與降低光化學反應不一致性的問題。
感光元件其他的還有三色感光元件,3CCD感光元件系統,有機混合式感光元件,稍做瞭解即可。
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