数字影像传感器

数字影像传感器——1533352胡建平什么是数字影像？模拟影像、数字影像数字影像完全以一种有规则的数字量集合来表现的物理图案特点：可后处理，但空间离散。模拟影像以一种直观的物理量来连续地、形象地表现出另一种物理特性的图案。空间连续、直观；但无法改变或后处理。什么是数字影像？模拟影像数字影像高分辨率数字影像什么是数字影像传感器？是生成数字影像的关键设备。又称感光元件，是一种将光学图像转换成电子信号的设备。被广泛应用在数码相机和其他电子光学设备中。传感器单反相机工业相机数字影像传感器的分类CCD传感器CMOS传感器LBCAST感光芯片FoveonX3感光芯片主流传感器CCD传感器ChargeCoupledDevice(电荷耦合元件)CCD上有许多排列整齐的光电二极管，能感应光线，并将光信号转变成电信号，经外部采样放大及模数转换电路转换成数字图像信号CCD上植入的微小光敏物质称作像素(Pixel)CCD上包含的像素数越多，其提供的画面分辨率也就越高。常见CCD形状CCD传感器发展史1969年，由美国的贝尔研究室开发出来。同年，日本的SONY公司也开始研究CCD。1973年1月，SONY中研所发表第一个以96个图素并以线性感知的二次元影像传感器“8*8(64图素)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发表全世界第一个商品化的CCD摄影机(编号XC-1)。1981年，发表了28万个图素的CCD(电子式稳定摄影机MABIKA)。CCD发明者——维拉·博伊尔和乔治·史密斯CCD传感器发展史1983年，19万个图素的IT方式CCD量产成功。1984年，发表了低污点高分辨率的CCD。1987年，1/2英寸25万图素的CCD，在市面上销售。同年，发表2/3英寸38万图素的CCD，且在市面上销售。2013年，加拿大DALSA公司生产出1亿像素的CCD数字相机IOE3—KabanIOE3-KabanCCD分类信号传输方式：全帧传输CCD和隔行传输CCD；滤镜类型：原色CCD和补色CCD；感光单元形状和排列方式：普通CCD和超级CCDCCD的组成结构：上层：增光镜片中层：色块网格下层：感应线路CCD组成结构色块网络增加受光面积，提高感光度，使得提升CCD总像素的同时，维持CCD的标准体积分光滤色片，帮助CCD具有色彩辨识的能力。透过分色滤片，CCD可以分开感应不同光线的『成分』将色彩进行信号数字化CCD的分色原理：2种分色方式：RGB原色分色法CMYG补色分色法RGB原色分色法绿色过滤片个数最多：自然光绿色占比最大CCD的分色原理：2种分色方式：RGB原色分色法CMYG补色分色法CMYG补色分色法补色CCD的优点是色阶较宽、色彩混合变化多及细致。缺点是色彩过于细致使影像表现较柔及不够鲜明，并且对于后期数字影像处理在调色不易，容易产生色散或偏色的问题。CCD的工作原理：CCD工作原理1.CCD像是一排排输送带上并排放满了小桶，每个小桶就是一个像素；2.光线就象雨滴一样撒入各个小桶；3.按下快门拍照的过程，就是按一定的顺序测量一下某一短暂的时间间隔中，小桶中落进了多少“光滴”，并记在文件中。CMOS传感器ComplementaryMetalOxideSemiconductor(互补金属氧化物半导体)主要是利用硅和锗两种元素所做成的半导体，通过CMOS上带负电和带正电的晶体管来实现光线数字化。因为这两个互补效应所产生的电流即可被处理芯片记录和解读成影像。CMOSCMOS传感器发展史70年代初CMOS传感器在NASA的JetPropulsionLaboratory(JPL)制造成功；80年代末，英国爱丁堡大学成功试制出了世界第一块单片CMOS型图像传感器件；1995年像元数为（128×128）的高性能CMOS有源像素图像传感器由喷气推进实验室首先研制成功；1997年英国爱丁堡VLSIV