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数码摄影入门(四)图像传感器综述

0 2007-05-09 17:39:00   蜂鸟网   作者: [原创]
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通过前几篇文章,相信大家可能对数码图像和色彩有了一定的认识。从这篇文章开始,我们将会对大家拍摄使用的“武器”--数码相机进行全方位的介绍。首先我们来了解一下数码相机的核心部件--图像传感器。

一、图像传感器的历史
与传统相机不同,数码相机并不是使用胶片来感光,而是使用图像传感器来捕捉图像。图像传感器的历史可以说非常的悠久:早在1873年,当时科学家约瑟·美(Joseph May)及伟洛比·史密夫(WilloughbySmith)就发现了硒元素结晶体感光后能产生电流,这是电子影像发展的开始。以后陆续有组织和学者研究电子影像,发明了几种不同类型的图像传感器。其中重要的发明有20世纪50年代诞生的光学倍增管(Photo Multiplier Tube,简称PMT)和70年代出现的电荷耦合装置(Charge Coupled Device,简称CCD)。
20世纪末,又有三种新型的图像传感器问世了,它们分别是互补氧化金属半导体(Complementary Metal Oxide Semiconductor,简称CMOS)、接触式图像传感器(Contact lmage Sensor,简称CIS)和LBCAST传感器系统(Lateral Buried Charge Accumulator, Sensing Transistor Array)。

二、PMT
PMT是最早出现的图像传感器,从五十年代发展到现在,技术已经非常成熟,是目前性能最好的传感器。它就像一个圆柱体小灯泡,直径约一寸,长度约二寸;内置多个电极,将进入的光信号转化为电信号,即使很微弱的光线也可准确补捉。其最高动态范围可达4.2,相对于其它类型只能达到3.2-3.6的传感器,PMT要胜出不少;而且它非常耐用,可以运作十万小时以上。但是由于其造价相当高,只能应用于专业的印刷、出版业扫描仪及工程分析仪等。
类似小灯泡的传感器“PMT”

数码摄影入门系列(四)图像传感器综述

三、CCD
CCD是美国贝尔实验室于1969年发明的,与电脑晶片CMOS技术相似,也可作电脑记忆体及逻辑运作晶片。CCD是一种特殊的半导体材料,由大量独立的感光二极管组成,一般这些感光二极管按照矩阵形式排列(富士公司的Super CCD除外)。CCD的感光能力比PMT低,但近年来CCD技术有了长足的进步,又由于CCD的体积小、造价低,所以广泛应用于扫描仪、数码相机及数码摄像机中。目前大多数数码相机采用的图像传感器都是CCD。
贝尔实验室研究员Tony.Tyson利用CCD进行天文研究:

数码摄影入门系列(四)图像传感器综述

索尼F828采用的“4色CCD”:

数码摄影入门系列(四)图像传感器综述

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