
圖像傳感器的工作原理
發(fā)布時間:
2024-03-29

圖像傳感器是一種半導(dǎo)體裝置,能夠把光學(xué)影像轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號。傳感器上植入的微小光敏物質(zhì)稱作像素。一塊傳感器上包含的像素數(shù)越多,其提供的畫面分辨率也就越高。它的作用就像膠片一樣,但它是把圖像像素轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號。
CCD及CMOS的發(fā)展歷史和特點
CCD是在1969年由美國貝爾實驗室(Bell Labs)的維拉•波義耳(Willard S. Boyle)和喬治•史密斯(George E. Smith)所發(fā)明。
當(dāng)時貝爾實驗室正在發(fā)展影像電話和半導(dǎo)體氣泡式內(nèi)存。將這兩種新技術(shù)結(jié)合起來后,波義耳和史密斯得出一種裝置,他們命名為“電荷‘氣泡’元件”(Charge "Bubble" Devices)。
這種裝置的特性就是它能沿著一片半導(dǎo)體的表面?zhèn)鬟f電荷,便嘗試用來做為記憶裝置,當(dāng)時只能從暫存器用“注入”電荷的方式輸入記憶。但隨即發(fā)現(xiàn)光電效應(yīng)能使此種元件表面產(chǎn)生電荷,而組成數(shù)位影像。
到了70年代,貝爾實驗室的研究員已經(jīng)能用簡單的線性裝置捕捉影像,CCD就此誕生,CCD目前仍然廣泛的應(yīng)用在數(shù)碼相機以及天文學(xué)等領(lǐng)域里。
我們都知道CCD是一種數(shù)碼時代中代替?zhèn)鹘y(tǒng)膠片的介質(zhì),其工作原理也是借助著最初膠片上的化學(xué)物質(zhì)對光的感應(yīng)原理而演變過來的。
它使用一種高感光度的半導(dǎo)體材料制成,能把光線轉(zhuǎn)變成電荷,通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器芯片轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號,數(shù)字信號經(jīng)過壓縮以后由相機內(nèi)部的閃速存儲器或內(nèi)置硬盤卡保存,因而可以輕而易舉地把數(shù)據(jù)傳輸給計算機,并借助于計算機的處理手段,根據(jù)需要來修改圖像。
CCD由許多感光單位組成,通常以百萬像素為單位。當(dāng)CCD表面受到光線照射時,每個感光單位會將電荷反映在組件上,所有的感光單位所產(chǎn)生的信號加在一起,就構(gòu)成了一幅完整的畫面。
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