tceic.com
学霸学习网 这下你爽了
赞助商链接
当前位置:首页 >> 信息与通信 >>

数码相机的历史


数码相机的历史可以追溯到上个世纪四五十年代,电视就是在那个时候出现的。 数码相机的历史可以追溯到上个世纪四五十年代,电视就是在那个时候出现的。伴 的历史可以追溯到上个世纪四五十年代 随着电视的推广,人们需要一种能够将正在转播的电视节目记录下来的设备。 随着电视的推广,人们需要一种能够将正在转播的电视节目记录下来的设备。 1951 年 ,这种新机器可以将电视转播中的电流脉冲记 宾·克罗司比实验室发明了录像机(VTR) 这种新机器可以将电视转播中的电流脉冲记 克罗司比实验室发明了录像机(VTR) , 录到磁带上。 录像机开始大量生产。同时,它被视为电子成像技术产生。 录到磁带上。到了 1956 年,录像机开始大量生产。同时,它被视为电子成像技术产生。 第二个里程碑式的事件发生在二十世纪六十年代的美国宇航局(NASA) 。在宇航员被 第二个里程碑式的事件发生在二十世纪六十年代的美国宇航局(NASA) 在宇航员被 。 派往月球之前,宇航局必须对月球表面进行勘测。然而工程师们发现, 派往月球之前,宇航局必须对月球表面进行勘测。然而工程师们发现,由探测器传送回 来的模拟信号被夹杂在宇宙里其它的射线之中,显得十分微弱, 来的模拟信号被夹杂在宇宙里其它的射线之中,显得十分微弱,地面上的接收器无法将 十分微弱 信号转变成清晰的图像。于是工程师们不得不另想办法。 信号转变成清晰的图像。于是工程师们不得不另想办法。1970 年是影像处理行业具有里 程碑意义的一年, 美国贝尔实验室发明了 CCD。 CCD。 程碑意义的一年, 当工程师使用电脑将 CCD 得到的图像信息 进行数字处理后,所有的干扰信息都被剔除了。后来“阿波罗” 进行数字处理后,所有的干扰信息都被剔除了。后来“阿波罗”登月飞船上就安装有使 的装置,就是数码相机的原形。 阿波罗”号登上月球的过程中, 用 CCD 的装置,就是数码相机的原形。 阿波罗”号登上月球的过程中,美国宇航局接收 “ 到的数字图像如水晶般清晰。 到的数字图像如水晶般清晰。 在这之后,数码图像技术发展得更快,主要归功于冷战期间的科技竞争。 在这之后,数码图像技术发展得更快,主要归功于冷战期间的科技竞争。而这些技 术也主要应用于军事领域,大多数的间谍卫星都使用数码图像科技。 术也主要应用于军事领域,大多数的间谍卫星都使用数码图像科技。 在数码相机发展史上,不得不提起的是索尼公司。索尼公司于 1981 年 8 月在一款电 数码相机发展史上,不得不提起的是索尼公司。 CCD, 将其用作直接将光转化为数字信号的传感器。 视摄像机中首次采用 CCD, 将其用作直接将光转化为数字信号的传感器。 目前索尼每年生 50%的市场 这正是索尼能够在数码相机市场上傲视群雄的一个原因, 的市场, 索尼能够在数码相机市场上傲视群雄的一个原因 产的 CCD 占据了全球 50%的市场,这正是索尼能够在数码相机市场上傲视群雄的一个原因, 因为核心命脉掌握在自己手中。 因为核心命脉掌握在自己手中。 在冷战结束之后,军用科技很快地转变为了市场科技。 以生产传统相机和 在冷战结束之后,军用科技很快地转变为了市场科技。1995 年,以生产传统相机和 拥有强大胶片生产能力的柯达 Kodak) 柯达( 拥有强大胶片生产能力的柯达(Kodak)公司向市场发布了其研制成熟的民用消费型数码 DC40。这被很多人视为数码相机市场成型的开端。 内存, 相机 DC40。这被很多人视为数码相机市场成型的开端。DC40 使用了内置的 4MB 内存,不 能使用其它移动存储介质, 其 756× 的图像, 能使用其它移动存储介质, 38 万像素的 CCD 支持生成 756×504 的图像, 兼容 Windows DOS。苹果(APPLE) 也同时在市场上推出。 3.1 和 DOS。苹果(APPLE)公司的 QuickTake 100 也同时在市场上推出。当时两款相机 都提供了对电脑的串口连接。 都提供了对电脑的串口连接。 在这之后,数码相机就如雨后春笋般不断由各相机厂商推出, 的像素不断增加, 在这之后,数码相机就如雨后春笋般不断由各相机厂商推出,CCD 的像素不断增加,

相机的功能不断翻新,拍摄的图像效果也越来越接近于传统相机了。 相机的功能不断翻新,拍摄的图像效果也越来越接近于传统相机了。 于传统相机了 数码相机发展史之一: 数码相机发展史之一:几个名词解释 一、镜头 镜头使景物成倒象聚焦在胶片上。为使不同位置的被摄物体成象清晰, 镜头使景物成倒象聚焦在胶片上。为使不同位置的被摄物体成象清晰,除镜头本身需要 校正好象差外,还应使物距、象距保持共轭关系。为此,镜头应该能前后移动进行调焦, 校正好象差外,还应使物距、象距保持共轭关系。为此,镜头应该能前后移动进行调焦, 因此较好的照相机一般都应该具有调焦机构。 因此较好的照相机一般都应该具有调焦机构。

数码相机的镜头由多片镜片组成,材质则分为玻璃与塑料两类。 数码相机的镜头由多片镜片组成,材质则分为玻璃与塑料两类。如果数码相机镜头以玻 璃为材料,很多用户及商家都说玻璃镜头透光率佳、投射图像更清晰。 璃为材料,很多用户及商家都说玻璃镜头透光率佳、投射图像更清晰。不过目前许多测 试报告都显示,玻璃的透镜并不一定比塑料材料能带来更清晰的图像,同时玻璃镜头也 试报告都显示,玻璃的透镜并不一定比塑料材料能带来更清晰的图像, 可能增加相机重量。 可能增加相机重量。

我们来了解一下镜头和感光器件的摆设位置。如下图所示, 我们来了解一下镜头和感光器件的摆设位置。如下图所示,从右至左该镜头组件依次由 透镜、电子快门、 组成。 透镜、电子快门、透镜组 1、透镜组 2 以及 CCD 组成。拍摄的影像就是沿着这条光路投射 在 CCD 上成像的。组件中的焦距调节系统和快门系统是由透镜组 1 和电子快门构成的, 上成像的。 和电子快门构成的, 二者是连接在一起。 在电机的带动下, 和电子快门可以前后移动, 二者是连接在一起。 在电机的带动下,透镜组 1 和电子快门可以前后移动,进行焦距调 节,从而获得最清晰的图像,由电子快门控制曝光。多组透镜是完成光学成像的,而最 从而获得最清晰的图像,由电子快门控制曝光。多组透镜是完成光学成像的, 可以把光信号转换为电信号。 后的 CCD 可以把光信号转换为电信号。

采用的卡尔蔡斯镜头 索尼 F828 采用的卡尔蔡斯镜头

奥林巴斯 E-300 的成像光路图

如果你在相机的英文规格书上看过“ =” 那么后面接的数字通常就是它的焦长, 如果你在相机的英文规格书上看过“f =”,那么后面接的数字通常就是它的焦长,即焦 距长度。 传统相机) 距长度。如“f=8-24mm,38-115mm(相当于 35mm 传统相机)”,就是指这台相机的焦距 f=8-24mm,38-115mm( 24mm, 38焦长。 长度为 8-24mm,同时对角线的视角换算后相当于传统 35mm 相机的 38-115mm 焦长。一般 而言, 28-70mm, 而言,35mm 相机的标准镜头焦长约是 28-70mm,因此如果焦长高于 70mm 就代表支持望远 效果, 就表示有广角拍摄能力。 效果,若是低于 28mm 就表示有广角拍摄能力。

照相机镜头的焦距是镜头的一个非常重要的指标。 照相机镜头的焦距是镜头的一个非常重要的指标。镜头焦距的长短决定了被摄物在成像 介质( 上成像的大小,也就是相当于物和象的比例尺。 介质(胶片或 CCD 等)上成像的大小,也就是相当于物和象的比例尺。当对同一距离远 的同一个被摄目标拍摄时,镜头焦距长的所成的象大,镜头焦距短的所成的象小。 的同一个被摄目标拍摄时,镜头焦距长的所成的象大,镜头焦距短的所成的象小。根据 用途的不同,照相机镜头的焦距相差非常大,有短到几毫米,十几毫米的, 用途的不同,照相机镜头的焦距相差非常大,有短到几毫米,十几毫米的,也有长达几 米的。 8mm,15mm,24mm,28mm,35mm,50mm,85mm,105mm,135mm,200mm, 米的。较常见的有 8mm,15mm,24mm,28mm,35mm,50mm,85mm,105mm,135mm,200mm, 400mm,600mm, 超长焦望远镜头。 400mm,600mm,1200mm 等,还有长达 2500mm 超长焦望远镜头。

17佳能 EF 17-40mm F4L USM 镜头

尼康标准镜头 尼康标准镜头

各种类型的镜头

关于数码变焦及光学变焦 关于数码变焦及光学变焦

要解释光学变焦和数码变焦,就要先了解一下“镜头焦距”的概念。 镜头焦距” 要解释光学变焦和数码变焦,就要先了解一下“镜头焦距”的概念。“镜头焦距”是相 机镜头最重要的特性之一, 机镜头最重要的特性之一,为了让传统摄影者很容易地了解消费级数位相机的镜头焦距 之意义, 相机的等值焦距。 镜头焦距” 之意义,我们常常将其转换成 135 相机的等值焦距。“镜头焦距”指的是平行的光线穿 过镜片后,所汇集的焦点至镜片间之距离。 过镜片后,所汇集的焦点至镜片间之距离。

基本上,若是被摄体的位置不变,镜头的焦距与物体的放大率会呈现正比的关系。 基本上,若是被摄体的位置不变,镜头的焦距与物体的放大率会呈现正比的关系。即:

放大率= 放大率=影像尺寸 / 被摄体尺寸

光学变焦

所以, 所以,像是 Nikon CoolPix 990 数码相机的镜头焦距为 38 mm - 115mm ( 相当于 135 相 的光学变焦, mm, 机 ),我们便说它是 3X 的光学变焦,意谓原始的镜头焦距为 38 mm,经过镜头系统的 伸缩改变, 115mm。在相同的拍摄距离下, 伸缩改变,最大可以将镜头焦距调整到 115mm。在相同的拍摄距离下,可以将被摄体放 大三倍。 大三倍。 数码变焦

今日的数码相机已经演进成小型的计算机一般,内部含有操作系统, 今日的数码相机已经演进成小型的计算机一般,内部含有操作系统,可以执行既定的程

序。透过韧体上程序的演算及光学系统的配合,我们可以将被摄体再做局部放大,以插 透过韧体上程序的演算及光学系统的配合,我们可以将被摄体再做局部放大, 的配合 补的方式仿真出光学变焦的效果。 数码变焦”必然会损耗掉影像的品质, 补的方式仿真出光学变焦的效果。 “数码变焦”必然会损耗掉影像的品质,在一般的拍 摄状况下,我们都不建议使用“数码变焦”的功能。但我们也知道“较差的相片” 摄状况下,我们都不建议使用“数码变焦”的功能。但我们也知道“较差的相片”胜过 “没有相片”,在某些特殊状况下,我们还是会动用“数码变焦”的功能。 没有相片” 在某些特殊状况下,我们还是会动用“数码变焦”的功能。 二、取景器 无论是何种相机,在拍摄照片的时候都需要通过取景器来进行构图,因此, 无论是何种相机,在拍摄照片的时候都需要通过取景器来进行构图,因此,取景器自然 成为了数码相机必不可少的部件之一。取景器的主要作用就是构图, 成为了数码相机必不可少的部件之一。取景器的主要作用就是构图,也就是确定画面的 范围和布局。另外有有些取景器还能显示拍摄的参数以及预测景深等等, 范围和布局。另外有有些取景器还能显示拍摄的参数以及预测景深等等,良好的取景器 能让我们对于照片的最终效果有一个更直观的认识,方便我们拍出更完美的照片。 能让我们对于照片的最终效果有一个更直观的认识,方便我们拍出更完美的照片。 们对于照片的最终效果有一个更直观的认识

取景器可以分为光学取景器和电子取景器。我们先来看光学取景器,光学取景器, 取景器可以分为光学取景器和电子取景器。我们先来看光学取景器,光学取景器,顾名 思义就是通过光学的组件来完成取景的工作。取景器的结构型式很多, 思义就是通过光学的组件来完成取景的工作。取景器的结构型式很多,分类方法也各不 相同。按照取景光轴与摄影光轴是否重合,可分为同轴式取景器和旁轴式取景器; 相同。按照取景光轴与摄影光轴是否重合,可分为同轴式取景器和旁轴式取景器;按照 所成象的虚实,可分为实象式取景器和虚象式取景器;按照实际结构, 所成象的虚实,可分为实象式取景器和虚象式取景器;按照实际结构,可分为框式取景 器、牛顿式取景器、逆伽利略取景器、开普勒取景器、阿尔巴达取景器等。根据工作原 牛顿式取景器、逆伽利略取景器、开普勒取景器、阿尔巴达取景器等。 理的不同,又分为旁轴式和单镜头反光同轴式两种。 理的不同,又分为旁轴式和单镜头反光同轴式两种。

在消费级数码相机中,旁轴式取景器最为常见,这种取景方式说白了很简单, 在消费级数码相机中,旁轴式取景器最为常见,这种取景方式说白了很简单,就是在镜 相机中 头上方开一个孔,前后装上玻璃,让拍摄者能通过这个孔看到要拍摄的人或物而已。 头上方开一个孔,前后装上玻璃,让拍摄者能通过这个孔看到要拍摄的人或物而已。虽 然现在的旁轴式取景器并没有那么简单,还有变焦玻璃,对焦辅助线等功能,但是总体 然现在的旁轴式取景器并没有那么简单,还有变焦玻璃,对焦辅助线等功能, 上结构是非常简单的。正是由于结构简单,所以成本也比较低, 上结构是非常简单的。正是由于结构简单,所以成本也比较低,因此被大量的用于中低 端的数码相机上。但是旁轴式取景器也有它的不足之处,因为不是通过镜头直接取景, 端的数码相机上。但是旁轴式取景器也有它的不足之处,因为不是通过镜头直接取景, 所以拍摄者从取景器中看到的图像和最终照片上的图像会有一定程度的偏差, 所以拍摄者从取景器中看到的图像和最终照片上的图像会有一定程度的偏差,在拍摄近 处物体时尤为明显,这不利于拍摄者对照片的构图和取景。 处物体时尤为明显,这不利于拍摄者对照片的构图和取景。

单镜头反光式的结构就复杂多了,因此制造成本也比较高,一般都是用于高端产品上, 单镜头反光式的结构就复杂多了,因此制造成本也比较高,一般都是用于高端产品上, 的结构就复杂多了 也就是通常所说的数码单反(DSLR)。单镜头反光式取景器是直接通过镜头取景, 也就是通常所说的数码单反(DSLR)。单镜头反光式取景器是直接通过镜头取景,光线 )。单镜头反光式取景器是直接通过镜头取景 从镜头射入,通过一面反光镜,折射到上方的对焦屏成像,再折射到目镜中, 从镜头射入,通过一面反光镜,折射到上方的对焦屏成像,再折射到目镜中,这样拍摄 者就能从观景框中看到所要拍摄的图像了,由于是直接通过镜头取景, 者就能从观景框中看到所要拍摄的图像了,由于是直接通过镜头取景,解决了图像偏差 的问题,真正做到“即见即所得”的效果。 的问题,真正做到“即见即所得”的效果。

单反相机取景的光路图。 单反相机取景的光路图。

以上说的都是一些传统的光学取景方式,我想大家区分数码相机和普通相机的重要依据 以上说的都是一些传统的光学取景方式, Display),也就是所谓的液晶屏幕。 之一就是看有没有 LCD(Liquid Crystal Display),也就是所谓的液晶屏幕。

英寸不等, 还能各个角度旋转, 当今数码相机的 LCD 从 1 英寸到 2.5 英寸不等,有些特殊设计的 LCD 还能各个角度旋转, 但是无论大小和结构如何,它们的用途基本上一样,主要是回放照片和拍摄时取景( 但是无论大小和结构如何,它们的用途基本上一样,主要是回放照片和拍摄时取景(数 码单反除外)。并且能在取景的同时显示各种拍摄的参数。相机的各项设置也能一目了 码单反除外)。并且能在取景的同时显示各种拍摄的参数。 )。并且能在取景的同时显示各种拍摄的参数 还能细分为好几种, TN, TN,TFT, 等等, 然。十分方便实用。实际上 LCD 还能细分为好几种,如 TN, STN,TFT,OLED 等等,现 十分方便实用。 显示屏, OLED,两者各有优点,难分伯仲。 在最常用的是 TFT 显示屏,KODAK 的部分产品使用的是 OLED,两者各有优点,难分伯仲。

的取景器。 取景和光学旁轴取景。 佳能 A95 的取景器。它使用了 LCD 取景和光学旁轴取景。

取景器之外, Viewfinder)。其实, 除了 LCD 取景器之外,另外一种电子取景器就是 EVF(Electronic Viewfinder)。其实, 说白了就是一块高分辨率 分辨率, LCD,一般是在 英寸左右, EVF 说白了就是一块高分辨率,高像素的小 LCD,一般是在 0.5 英寸左右,安装在相机的 内部,外面由取景窗覆盖,避免了强光的干扰,小屏幕的省电效果也非常的明显。加上 内部,外面由取景窗覆盖,避免了强光的干扰,小屏幕的省电效果也非常的明显。 屈光度调节的功能以后, 取景器。 屈光度调节的功能以后,即使是近视也一样能方便的使用 EVF 取景器。更重要的是类似 于传统相机的取景方式,使得一些用惯了传统相机的人能更快的适应, 于传统相机的取景方式,使得一些用惯了传统相机的人能更快的适应,无疑也吸引了一 大批想要更新换代的消费者。可以说是一种非常人性化的设计! 大批想要更新换代的消费者。可以说是一种非常人性化的设计!

电子取景器, 这就是索尼 F828 上带的 EVF 电子取景器,235,000 像素 0.44" 。

三、控制曝光的机构——快门和光圈 控制曝光的机构——快门和光圈 —— 为了适应亮暗不同的拍摄对象,以期在感光元件上获得正确的感光量, 为了适应亮暗不同的拍摄对象,以期在感光元件上获得正确的感光量,必须控制曝光时 间的长短和进入镜头光线的强弱。于是照相机必须设置快门以控制曝光时间的长短, 间的长短和进入镜头光线的强弱。于是照相机必须设置快门以控制曝光时间的长短,并 设置光圈通过光孔大小的调节来控制光量。 设置光圈通过光孔大小的调节来控制光量。

“光圈”是通过调节通光孔的大小来控制通光量的。“快门”是通过控制光照射到 CCD 光圈”是通过调节通光孔的大小来控制通光量的。 快门” 上的时间长短来调节光量的。用数值表示光圈通光孔的大小,我们称之为“光圈值” 上的时间长短来调节光量的。用数值表示光圈通光孔的大小,我们称之为“光圈值”。 同样的,用数值表示快门打开的时间长短,我们称之为“快门速度” 同样的,用数值表示快门打开的时间长短,我们称之为“快门速度”。

F2.0、F5.6、 的形式。数值越小,则通光量越大(通光量增加), ),数值 光圈值表示为 F2.0、F5.6、F8 的形式。数值越小,则通光量越大(通光量增加),数值 越大,通光量越小(通光量减少)。。快门速度使用 越大,通光量越小(通光量减少)。。快门速度使用 1/60 秒、 1/250 秒、 1/4 秒的 )。。 形式来表示的。时间越短通光量越少,时间越长通光量越大。 形式来表示的。时间越短通光量越少,时间越长通光量越大。

有两个术语一直用来分别表示光圈的变化。 开大”表示使光圈更大, 有两个术语一直用来分别表示光圈的变化。“开大”表示使光圈更大,使镜头有更大的 通光孔径。这意味着准许更多的光线通过镜头照射到底片上。另一个术语“收缩” 通光孔径。这意味着准许更多的光线通过镜头照射到底片上。另一个术语“收缩”实现 相反的过程,使光圈更小,减少通过镜头到达底片的光线数量。所以可以这样说: 相反的过程,使光圈更小,减少通过镜头到达底片的光线数量。所以可以这样说:从 f/8 f/4, f/16。 开大光圈到 f/4,或从 f/8 收缩光圈到 f/16。

快门速度和光圈大小一起配合可以控制有多少光线可以到达底片上, 快门速度和光圈大小一起配合可以控制有多少光线可以到达底片上,而且这两个因素必 须要同时考虑。它们都是以挡位的方式工作的,而且是相互关联的,我们称之为“ 须要同时考虑。它们都是以挡位的方式工作的,而且是相互关联的,我们称之为“互易 关系” 一旦可以确定正确的曝光需要的光线总量, 关系”。一旦可以确定正确的曝光需要的光线总量,快门速度和光圈大小中的任一个发 生了改变,都可以很快的根据互易关系确定另一个应该设置的值。在照射在底片的光线 生了改变,都可以很快的根据互易关系确定另一个应该设置的值。在照射在底片的光线 总量不变的情况下,一挡快门速度的改变等同于相反方向上一挡光圈大小的变化。 总量不变的情况下,一挡快门速度的改变等同于相反方向上一挡光圈大小的变化。也就 是说把快门和光圈中的一个减半,而把另一个加倍,通过镜头照射到底片的光线总量( 是说把快门和光圈中的一个减半,而把另一个加倍,通过镜头照射到底片的光线总量(也

就是曝光量)是一样的。 就是曝光量)是一样的。

光圈和快门就像是跷跷板。 光圈值的变亮的同时快门速度要相应的提高, 这样照射到 CCD 光圈和快门就像是跷跷板。 光圈值的变亮的同时快门速度要相应的提高, 上光量才能相等。跷跷板达到水平状态时就是最适当的曝光值。 上光量才能相等。跷跷板达到水平状态时就是最适当的曝光值。

在光量不适当的情况下, 上的光量过多时画面会显得比较白。 在光量不适当的情况下,比如照射到 CCD 上的光量过多时画面会显得比较白。当出现这 种情况时,我们称之为“曝光过度” 相反的,当光量较少时,会出现画面过暗的情况。 种情况时,我们称之为“曝光过度”。相反的,当光量较少时,会出现画面过暗的情况。 我们称之为曝光不足。 我们称之为曝光不足。

绝大部分的数码相机都配备有自动测量被拍摄物体的明暗并对其进行光圈和快门速度的 调节的内置自动曝光功能。因此,平时(在没有特殊照明的情况下) 调节的内置自动曝光功能。因此,平时(在没有特殊照明的情况下)拍摄照片的时候无 需在意光圈和快门速度的调节也可享受轻松的拍摄过程。 这个功能称为 程序自动曝光” “程序自动曝光” 、 需在意光圈和快门速度的调节也可享受轻松的拍摄过程。 “光圈优先自动曝光(虹膜优先自动曝光)”、“快门速度优先自动曝光”摄影模式。 光圈优先自动曝光(虹膜优先自动曝光) 快门速度优先自动曝光”摄影模式。 四、感光元件 老式的相机都采用胶卷作为感光元件,其拍出的照片也是用胶卷作为载体。 老式的相机都采用胶卷作为感光元件,其拍出的照片也是用胶卷作为载体。数码相机的 CMOS。 感光元件是用 CCD 或者 CMOS。

CCD,是英文 Charge Coupled Device 即电荷耦合器件的缩写,它使用一种高感光度的半 CCD, 即电荷耦合器件的缩写, 合器件的缩写 导体材料制成,能把光线转变成电荷, 导体材料制成,能把光线转变成电荷,然后通过模数转换器芯片将电信号转换成数字信 数字信号经过压缩处理经 USB 接口传到电脑上就形成所采集的图像。 接口传到电脑上就形成所采集的图像。 号, CCD 上面有很多 一样的感光元件,每个感光元件叫一个像素。 Metal一样的感光元件,每个感光元件叫一个像素。 CMOS 全称为 Complementary Metal-Oxide Semiconductor, 中文翻译为互补性氧化金属半导体。 CMOS 的制造技术和一般计算机芯片 Semiconductor, 中文翻译为互补性氧化金属半导体。 没什么差别,主要是利用硅和锗这两种元素所做成的半导体,使其在 CMOS 上共存着带 N 没什么差别,主要是利用硅和锗这两种元素所做成的半导体, 级的半导体 (带–电) 和 P(带+电)级的半导体,这两个互补效应所产生的电流即可被处理芯片

纪录和解读成影像。 纪录和解读成影像。

由于构造上的基本差异, 我们可以表列出两者在性能上的表现之不同。 CCD 的特色在于充 由于构造上的基本差异, 我们可以表列出两者在性能上的表现之不同。 分保持信号在传输时不失真(专属通道设计),透过每一个像素集合至单一放大器上再 分保持信号在传输时不失真(专属通道设计),透过每一个像素集合至单一放大器上再 ), 做统一处理,可以保持资料的完整性; 的制程较简单,没有专属通道的设计, 做统一处理,可以保持资料的完整性;CMOS 的制程较简单,没有专属通道的设计,因此 必须先行放大再整合各个像素的资料。 必须先行放大再整合各个像素的资料。

成本差异: CMOS 应用半导体工业常用的 MOS 制程, 制程, 成本差异: 可以一次整合全部周边设施于单晶片 和良率的损失; 中,节省加工晶片所需负担的成本 和良率的损失;相对地 CCD 采用电荷传递的方式输 必须另辟传输通道, 如果通道中有一个像素故障 Fail) 就会导致一整排的 讯 (Fail) , 出资讯, 资讯, 必须另辟传输通道, 号壅塞,无法传递, 等周边, 号壅塞,无法传递,因此 CCD 的良率比 CMOS 低,加上另辟传输通道和外加 ADC 等周边, CMOS。 CCD 的制造成本相对高于 CMOS。

解析度差异:在第一点“感光度差异” 复杂, 解析度差异:在第一点“感光度差异”中,由于 CMOS 每个像素的结构比 CCD 复杂,其 感光器时, 感光开口不及 CCD 大, 相对比较相同尺寸的 CCD 与 CMOS 感光器时, CCD 感光器的解析度 CMOS。 不过, 如果跳脱尺寸限制, 通常会优于 CMOS。 不过, 如果跳脱尺寸限制, 目前业界的 CMOS 感光原件已经可达到 1400 全片幅的设计, 万 像素 / 全片幅的设计,CMOS 技术在量率上的优势可以克服大尺寸感光原件制造上的 困难, 24mm-by这样的大小。 困难,特别是全片幅 24mm-by-36mm 这样的大小。

噪点差异: 放大器,如果以百万像素计, 噪点差异:由于 CMOS 每个感光二极体旁都搭配一个 ADC 放大器,如果以百万像素计, 放大器,虽然是统一制造下的产品, 那么就需要百万个以上的 ADC 放大器,虽然是统一制造下的产品,但是每个放大器或多 或少都有些微的差异存在,很难达到放大同步的效果, CCD, 或少都有些微的差异存在,很难达到放大同步的效果,对比单一个放大器的 CCD,CMOS 最终计算出的噪点就比较多。 最终计算出的噪点就比较多。

耗电量差异: 的影像电荷驱动方式为主动式, 耗电量差异:CMOS 的影像电荷驱动方式为主动式,感光二极体所产生的电荷会直接由旁

边的电晶体做放大输出; 却为被动式, 边的电晶体做放大输出;但 CCD 却为被动式, 必须外加电压让每个像素中的电荷移动至 传输通道。 伏特( 以上的水平, 传输通道。而这外加电压通常需要 12 伏特(V)以上的水平,因此 CCD 还必须要有更精 密的电源线路设计和耐压强度, CMOS。 密的电源线路设计和耐压强度,高驱动电压使 CCD 的电量远高于 CMOS。 电源线路设计和耐压强度

CMOS, 具有低成本、 尽管 CCD 在影像品质等各方面均优于 CMOS,但不可否认的 CMOS 具有低成本、低耗电以 及高整合度的特性。 由于数码影像的需求热烈, 的低成本和稳定供货 稳定供货, 及高整合度的特性。 由于数码影像的需求热烈,CMOS 的低成本和稳定供货,成为厂商的 最爱,也因此其制造技术不断地改良更新, 最爱,也因此其制造技术不断地改良更新,使得 CCD 与 CMOS 两者的差异逐渐缩小 。 朝向耗电量减少作为改进目标,以期进入照相手机的行动通讯市场; 手机的行动通讯市场 新一代的 CCD 朝向耗电量减少作为改进目标,以期进入照相手机的行动通讯市场;CMOS 系列,则开始朝向大尺寸面积与高速影像处理晶片统合, 系列,则开始朝向大尺寸面积与高速影像处理晶片统合,藉由后续的影像处理修正噪点 以及画质表现, 的成功, 以及画质表现, 特别是 Canon 系列的 EOS D30 、EOS 300D 的成功,足见高速影像处 所产生的影像处理时间与能力的缩短;另外, 理晶片已经可以胜任高像素 CMOS 所产生的影像处理时间与能力的缩短;另外,大尺寸 Pro14n、 Pro/n、 这一系列的数码机身为号召, 全片幅则以 Kodak DCS Pro14n、DCS Pro/n、DCS Pro/c 这一系列的数码机身为号召, 未来跨足高阶的影像市场产品,前景可期。 CMOS 未来跨足高阶的影像市场产品,前景可期。

CCD, 大小和像素的关系。 既然说到 CCD, 就要提一下 CCD 大小和像素的关系。 不少朋友在看相机参数的时候只关注 相机能输出的最大分辨率, 的大小。 相机能输出的最大分辨率,却忽略了 CCD 的大小。而 CCD 面积的大小与输出照片最大分 辨率效果是成正比的。 现在市面上的消费级数码相机主要有 2/3 英寸、 英寸、 英寸、 1/2.7 辨率效果是成正比的。 1/1.8 英寸、 2.7 1/ 英寸、 英寸四种。 尺寸越大,感光面积越大,成像效果越好。 英寸、1/3.2 英寸四种。CCD/CMOS 尺寸越大,感光面积越大,成像效果越好。1/1.8 英寸 万像素相机( 的 300 万像素相机效果通常好于 1/2.7 英寸的 400 万像素相机(后者的感光面积只有前者 55%)。 像素增加固然是件好事, 的 55%)。 而相同尺寸的 CCD/CMOS 像素增加固然是件好事, 但这也会导致单个像素的感光 面积缩小,有曝光不足的可能。 面积缩小,有曝光不足的可能。但如果在增加 CCD/CMOS 像素的同时想维持现有的图像质 的总面积。 量,就必须在至少维持单个像素面积不减小的基础上增大 CCD/CMOS 的总面积。目前更大 加工制造比较困难, 成本也非常高。 因此, CCD/CMOS 尺寸较大的数码相机, 尺寸 CCD/CMOS 加工制造比较困难, 成本也非常高。 因此, CCD/CMOS 尺寸较大的数码相机, 价格也较高。感光器件的大小直接影响数码相机的体积重量。超薄、 价格也较高。感光器件的大小直接影响数码相机的体积重量。超薄、超轻的数码相机一 尺寸也小,而越专业的数码相机, 尺寸也越大。 般 CCD/CMOS 尺寸也小,而越专业的数码相机,CCD/CMOS 尺寸也越大。

英寸、 面积分别是 1/2.7 英寸、1/1.8 英寸和 2/3 英寸大小的 CCD

付:旁轴相机和单反相机 先说说单反相机,全称单镜头反光照相机,英文简写 SLR。之所以称为“单镜头反光” 先说说单反相机,全称单镜头反光照相机,英文简写 SLR。之所以称为“单镜头反光”照 相机,原因在于它的光路原理: 相机,原因在于它的光路原理:

单反相机有两个特点: 单反相机有两个特点:

1.单镜头:就是相机前面的那个镜头(旁轴相机有两个镜头:一个用于取景, 1.单镜头:就是相机前面的那个镜头(旁轴相机有两个镜头:一个用于取景,一个用于 单镜头 成像)。单反所看即所得,成像照片与取景器所看到的一致,几乎不存在成像差异。 成像)。单反所看即所得,成像照片与取景器所看到的一致,几乎不存在成像差异。 )。单反所看即所得

2.反光: 光线在进入镜头后,先经过反光板(红色标识)一次反射, 2.反光:看光路 A 和 B,光线在进入镜头后,先经过反光板(红色标识)一次反射,再经 反光 过上面五棱镜(红色标识)的二次反射后投射至取景器。反光板在不进行曝光时, 过上面五棱镜(红色标识)的二次反射后投射至取景器。反光板在不进行曝光时,一直

关闭, CCD, 取景也无法录像。 关闭,光线无法到达 CCD,所以 DSLR 无法通过 LCD 取景也无法录像。

DSLR 和 DC 的快门结构差异

众所周知,传统相机使用的是机械快门,在快门打开后对胶片进行曝光, 众所周知,传统相机使用的是机械快门,在快门打开后对胶片进行曝光,不曝光时则对 胶片遮挡保护。 胶片遮挡保护。

的快门结构。 先说说 DC 的快门结构。

使用的是电子快门, 的开关电路来获得等效的曝光时间( DC 使用的是电子快门,原理在于控制 CCD 的开关电路来获得等效的曝光时间(电子快门 的好处在于容易获得较高的快门速度)。同时 存在一个机械快门, 的好处在于容易获得较高的快门速度)。同时 DC 存在一个机械快门,但这个机械快门并 )。 不像传统相机那样用于控制曝光时间,而是仅只是起到一个*遮挡(后面另做解释) 不像传统相机那样用于控制曝光时间,而是仅只是起到一个*遮挡(后面另做解释)的作 一个 用。

成像过程。 这里不得不提到 DC 的 CCD 成像过程。

取景时, 的机械快门一直是打开的。 CCD, LCD, 在 DC 取景时,DC 的机械快门一直是打开的。允许光线进入 CCD,使得电信号传送至 LCD, 取景。而在曝光前,机械快门则先关闭做一次*遮挡动作, 以供通过 LCD 取景。而在曝光前,机械快门则先关闭做一次*遮挡动作,让 CCD 记录一次 暗电流( 上存储的信息得以复位),然后机械快门打开, ),然后机械快门打开 的正常曝光, 暗电流(以使 CCD 上存储的信息得以复位),然后机械快门打开,进行 CCD 的正常曝光, 机械快门再关闭,做信号处理, 取景。 机械快门再关闭,做信号处理,之后机械快门再打开继续由 CCD 取景。

相比较之下, 使用的机械快门和电子快门结合的快门方式(不完全如此, 相比较之下,DSLR 使用的机械快门和电子快门结合的快门方式(不完全如此,如较早的 完全使用机械快门, 则使用机械/电子快门结合方式(。 (。DSLR Nikon D100 完全使用机械快门,而较晚的 D70 则使用机械/电子快门结合方式(。DSLR 在快门速度较慢时,使用机械快门;快门速度较高时,使用电子快门。 在快门速度较慢时,使用机械快门;快门速度较高时,使用电子快门。DSLR 的机械快门

平时都是关闭的,只在曝光时打开。 平时都是关闭的,只在曝光时打开。我们用下面的图解能简单的看出 DSLR 和 DC 曝光过 程的差异。 程的差异。

正因为以上差异, DSLR。 正因为以上差异,家用 DC 的快门迟滞总是大于 DSLR。

的优势在哪里 DSLR 较 DC 的优势在哪里?

拥有庞大的镜头群,能够满足各种拍摄题材、各个层次摄影人士的不同需求。 1.DSLR 拥有庞大的镜头群,能够满足各种拍摄题材、各个层次摄影人士的不同需求。

能提供超广角(从鱼眼(到超级望远镜头所有焦段上的高质量圈镜头, 能提供超广角(从鱼眼(到超级望远镜头所有焦段上的高质量圈镜头,这是 DC 所无法比 拟的; 拥有高倍变焦镜头,但别忘了变焦范围增大的同时, 拟的;即便 DC 拥有高倍变焦镜头,但别忘了变焦范围增大的同时,牺牲的是镜头成像质 量和最大光圈,这也是许多摄友不愿意使用“一镜走天下”的原因。 量和最大光圈,这也是许多摄友不愿意使用“一镜走天下”的原因。

带来了感光元件的高信噪比。 2.DSLR 大尺寸 CCD 带来了感光元件的高信噪比。

使得象素之间的干扰大为较低,为成像质量提供了有力保障。有些朋友认为: 大尺寸 CCD 使得象素之间的干扰大为较低,为成像质量提供了有力保障。有些朋友认为: CCD,是厂家炒作的手段。而实际上呢,数码单反因为沿用了传统单反 DSLR 卖点就是大 CCD,是厂家炒作的手段。而实际上呢,数码单反因为沿用了传统单反 模式, 尺寸过小,将导致单反的镜头群将无法正常“适用” 模式,如果单反采用 CCD 尺寸过小,将导致单反的镜头群将无法正常“适用”。因为如 CCD,数码单反中将无法实现广角。所以, 果采用小尺寸 CCD,数码单反中将无法实现广角。所以,采用大尺寸 CCD 是单反结构所必 需的,并不是厂家的炒作手段。 需的,并不是厂家的炒作手段。



推荐相关:

相机发展史

到了21世纪,相机功能越来越完善,相机设计者融合了多种电子技术,从开 始的傻瓜相机到卡片机,数码相机,到单反相机。美国,英国,德国,法国这四 个国家是相机发展史...


追忆柯达那些曾经辉煌的历史

追忆柯达那些曾经辉煌的历史 - 告别胶卷:柯达和富士截然不同的转型思路 柯达望见数码时代,富士则看到护肤品 几乎所有主流商业媒体都没有关注这个消息:...


单反相机的历史(配图)

单反相机的历史(配图) - 大话单反相机历史(上) 单机和套机 随着价格的逐渐走低,数码单反相机从阳春白雪成为了寻常人家的案头玩物,甚 至已经部分取代了高端的消费...


数码相机摄影闪光灯简史_图文

数码相机摄影闪光灯简史_计算机软件及应用_IT/计算机_专业资料。数码相机摄 影...闪光粉 尽管早期的化学制品在人造光源历史上是一次进步, 但它们的效果并不令人...


卡西欧相机发展历史

卡西欧数码相机发展历史 CASIO 卡西欧是日本京东的一家生产电子仪器和电子计算器的公司,于 1946年4月由樫尾和雄创立,公司文化已经有63年历史. 1998年4月卡西欧公司...


怀念中画幅名流 回顾玛米亚相机发展史

作为全球第一款可更换镜头的中画幅数码单反相机,玛米亚 ZD 是数码相机 历史上一款划时代的产品,秉承了玛米亚一贯的创新精神。这款机器也一度被认 为是...


从10万到1亿6千万像素 揭秘相机传感器史

下面,我们就来回忆一下数码 相机传感器的发展历史。 第 10 页共 10 页 ·传感器的飞速发展 时间回到1981年,在这一年,索尼公司推出了世界上第一台不用胶片就能...


世界顶级相机的故事

世界顶级相机的故事_哲学/历史_人文社科_专业资料。世界顶级相机的故事 1、 ...APS 利用当时的数字技术,涵盖从胶卷,相机到冲洗的过程,记录照片的光 学、数码...


135单反相机介绍

135单反相机介绍_哲学/历史_人文社科_专业资料。了解自己手中的武器,才能发挥出...无论是采用 CCD 还是 CMOS, 数码单反相机的传感器尺寸都远远超过 了普通数码...


柯达案例分析(终板)

柯达破产分析目录案例概述 一.简介 1.公司介绍 2.发展历史 3.销售领域...(如数码相机和掌上电脑)、基础设施(如在线网络和影像冲印系统)以及服务...

网站首页 | 网站地图
All rights reserved Powered by 学霸学习网 www.tceic.com
copyright ©right 2010-2021。
文档资料库内容来自网络,如有侵犯请联系客服。zhit325@126.com