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　　數(shù)碼相機(jī)的感光元件對(duì)于成像效果起著關(guān)鍵的作用，所以一直是攝影愛(ài)好者們研討的話題�？v觀時(shí)下各大相機(jī)廠商的動(dòng)態(tài)：適馬公司在數(shù)碼單反相機(jī)方面依舊沿用著名的Foveon X3三層CMOS技術(shù)；佳能挖空心思忙著加大自己開(kāi)發(fā)的大幅面CMOS感光元件的更新與生產(chǎn)；富士還雄心勃勃的走在SUPER CCD的老路上；奧林巴斯與柯達(dá)只對(duì)自己的4/3英寸CCD規(guī)格感興趣；索尼搞了個(gè)4原色CCD技術(shù)出來(lái)；松下依舊走著自己開(kāi)發(fā)CCD的路線。 　　看到佳能和適馬都在CMOS技術(shù)方面下苦功，很多朋友們感到不可思議。按照我們的經(jīng)驗(yàn)，好像當(dāng)前大多數(shù)采用CMOS的相機(jī)成像質(zhì)量都不是很高。但事實(shí)上這種狀況不是絕對(duì)的，高端CMOS的新技術(shù)實(shí)際上已經(jīng)較為成熟了，今天我們就來(lái)了解一下CMOS為什么可以用在專(zhuān)業(yè)相機(jī)上！ 　　像素的原理 　　像素是在影像感應(yīng)器上將光信號(hào)轉(zhuǎn)變成電信號(hào)的基本工作單位，以CMOS感應(yīng)器的像素為例，它包含了一個(gè)光電二極管，用來(lái)產(chǎn)生與入射光成比例的電荷，同時(shí)它也包含了其他一些電子元件，以提供緩存轉(zhuǎn)換和復(fù)位功能。當(dāng)每個(gè)像素上的電容所積累的電荷達(dá)到一定數(shù)量并被傳送給信號(hào)放大器再通過(guò)數(shù)模轉(zhuǎn)換之后，所拍攝影像的原始信號(hào)才得以真正顯現(xiàn)，而具有這些全部功能的器件才能稱(chēng)為是一個(gè)真正的影像感應(yīng)器。比如，一臺(tái)數(shù)碼相機(jī)的最高分辨率為3264×2448，意味著它擁有的影像感應(yīng)器會(huì)有7990272個(gè)像素點(diǎn)。 　　CCD的成像原理 　　CCD（Charge Coupled Device），中文名字叫電荷耦合器，是一種特殊的半導(dǎo)體材料。它由大量獨(dú)立的光敏元件組成，這些光敏元件通常是按矩陣排列的。光線透過(guò)鏡頭照射到CCD上，并被轉(zhuǎn)換成電荷，每個(gè)元件上的電荷量取決于它所受到的光照強(qiáng)度。當(dāng)你按動(dòng)快門(mén)，CCD將各個(gè)元件的信息傳送到模/數(shù)轉(zhuǎn)換器上，模擬電信號(hào)經(jīng)過(guò)模/數(shù)轉(zhuǎn)換器處理后變成數(shù)字信號(hào)，數(shù)字信號(hào)以一定格式壓縮后存入緩存內(nèi)，此時(shí)一張數(shù)碼照片誕生了。然后圖像數(shù)據(jù)根據(jù)不同的需要以數(shù)字信號(hào)和視頻信號(hào)的方式輸出。 　　CMOS是怎樣工作的 　　CMOS即互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體，它在微處理器、閃存和ASIC（特定用途集成電路）的半導(dǎo)體技術(shù)上占有絕對(duì)重要的地位。CMOS和CCD一樣都是可用來(lái)感受光線變化的半導(dǎo)體。CMOS主要是利用硅和鍺這兩種元素所做成的半導(dǎo)體，通過(guò)CMOS上帶負(fù)電和帶正電的晶體管來(lái)實(shí)現(xiàn)基本的功能。這兩個(gè)互補(bǔ)效應(yīng)所產(chǎn)生的電流即可被處理芯片記錄和解讀成影像。 　　CMOS相比CCD最主要的優(yōu)勢(shì)就是非常省電。CMOS 電路幾乎沒(méi)有靜態(tài)電量消耗，只有在電路接通時(shí)才有電量的消耗。這就使得CMOS的耗電量只有普通CCD的1/3左右。目前CMOS主要問(wèn)題是在處理快速變化的影像時(shí)，由于電流變化過(guò)于頻繁而過(guò)熱，暗電流（見(jiàn)文后注釋?zhuān)┮种频煤镁蛦?wèn)題不大，如果抑制得不好就容易出現(xiàn)雜點(diǎn)。 　　CMOS與CCD的圖像數(shù)據(jù)掃描方法有很大的差別。例如一臺(tái)數(shù)碼相機(jī)的分辨率為300萬(wàn)像素，那么CCD傳感器是連續(xù)掃描300萬(wàn)個(gè)電荷，并且在最后一個(gè)電荷掃描完成之后才能將信號(hào)放大。而CMOS傳感器的每個(gè)像素都有一個(gè)將電荷轉(zhuǎn)化為電子信號(hào)的放大器。因此，CMOS傳感器可以在每個(gè)像素基礎(chǔ)上進(jìn)行信號(hào)放大，采用這種方法可進(jìn)行快速數(shù)據(jù)掃描。 　　高端相機(jī)CMOS技術(shù)展現(xiàn) 　　先來(lái)看看佳能EOS D30、D60，在佳能EOS系列AF（Auto Focus自動(dòng)調(diào)焦）相機(jī)上，CMOS一直在測(cè)光對(duì)焦系統(tǒng)中使用。佳能目前已經(jīng)可以用較低的成本制造較大尺寸的CMOS感光芯片，并且可以將影像處理電路集成在CMOS芯片上。D60有專(zhuān)門(mén)的回路控制暗電流，在長(zhǎng)于1秒的曝光時(shí)降噪系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)工作，可以從很大程度上降低噪點(diǎn)的產(chǎn)生。 　　再來(lái)看看適馬的Foveon X3三層CMOS技術(shù)：一般采用CCD或者CMOS的數(shù)碼相機(jī)是在同一像素上記錄RGB三種顏色，而Foveon X3采用三層感光元件，每層記錄RGB的其中一個(gè)顏色通道，同樣的三原色，每個(gè)原色采用三個(gè)像素記錄當(dāng)然會(huì)比采用單個(gè)像素記錄效果要好。

回答者：wadetsai2016-03-01 00:00