莱卡 数码相机 d lux 一文深度了解图像传感器的应用场景

原标题：一文深度了解图像传感器的应用场景

文 | 传感器技术（WW_CGQJS）

科技在进步，市场也日新月异，影响产品竞争力的因素不再只是技术，还包括商业利益。图像传感器的应用范围也发生了变化，需要满足更多不同的需求。

有一些应用是CMOS成像器的强项，另一些则是CCD的优势。莱卡 数码相机 d lux在本文中，我们也不讨论孰强孰弱，只是深入探讨一下这两种图像传感器在不同领域的应用和发展情况，以方便大家根据自身的实际情况作出正确的选择。

数码相机领域

数码相机

早期，在数码相机领域，CCD是无可争议的霸主，绝大部分数码相机都采用CCD成像，只有佳能在自己的高端单反相机型号上采用CMOS元件。不过近年来，CMOS发展势头迅猛，几乎已经在家用单反相机中一统江湖。

CCD元件的色彩饱和度好，图像较为锐利，质感更加真实，特别是在较低感光度下的表现很好。不过，CCD元件的制造成本高，在高感光度下的表现不太好，而且功耗较大。

CMOS的色彩饱和度和质感则略差于CCD，但处理芯片可以弥补这些差距。重要的是，CMOS具备硬件降噪机制，在高感光度下的表现要好于CCD，此外，它的读取速度也更快。

这些特性特别适合性能较高的单反相机，因此目前市场中常见的单反数码相机几乎都采用了CMOS传感器。这些装备了CMOS传感器的数码相机甚至具备了拍摄全高清（FullHD）视频的能力，这是使用CCD的数码相机目前无法做到的。

CMOS另一个优势就是非常省电，只有普通CCD的1/3左右。虽然CMOS元件在低感光度下的表现比CCD差，特别是在小尺寸的家用消费类相机成像元件上，由于像素面积小，这个缺陷就更为明显。

但背照式CMOS（backsideilluminatedCMOS）传感器的出现，解决了这一问题。

目前的态势是：CMOS已经占据了可更换镜头的高端数码相机市场，并借助背照式CMOS杀入消费类数码相机市场。

莱卡相机

目前在数码相机领域，目前只有莱卡公司的多款数码产品以及一些中画幅数码相机或数码后背仍然在使用CCD传感器，这是因为不同产品对画质有着不同的要求，所以那些中画幅的数码产品也的价格也往往会高出普通数码相机许多。

数码摄像机领域

数码摄像机

首先，我们先了解一下CCD摄像机的工作方式：被摄物体的图像经过镜头聚焦至CCD芯片上，CCD根据光的强弱积累相应比例的电荷，各个像素积累的电荷在视频时序的控制下，逐点外移，经滤波、放大处理后，形成视频信号输出。

视频信号连接到监视器或电视机的视频输入端便可以看到与原始图像相同的视频图像。CCD在工作时，上百万个像素感光后会生成上百万个电荷，所有的电荷全部经过一个“放大器”进行电压转变，形成电子信号，因此，这个“放大器”就成为了一个制约图像处理速度的“瓶颈”，所有电荷由单一通道输出，就像千军万马从一座桥上通过，当数据量大的时候就发生信号“拥堵”，而HDV格式却恰恰需要在短时间内处理大量数据，因此，在民用级产品中使用单CCD无法满足高速读取高清数据的需要。

CCD器件由硅材料制成，对近红外比较敏感，光谱响应可延伸至1.0um左右。夜间隐蔽监视时，可以用近红外灯照明，人眼看不清环境情况，在监视器上却可以清晰成像。但是CCD传感器表面有一层吸收紫外的透明电极，所以CCD对紫外不敏感。

CMOS在工作时，每个像素点都有一个单独的放大器转换输出，因此CMOS没有CCD的“瓶颈”问题，能够在短时间内处理大量数据，输出高清影像，因此也能都满足HDV（高清数码摄像机）的需求。

另外，CMOS工作所需要的电压比CCD低很多，功耗大约只有CCD的1/3。因此，电池尺寸可以做得更小，使得摄像机的体积也就做得更小。而且，每个CMOS都有单独的数据处理能力，这也大大减少的集成电路的体积，这也让高清数码摄像机得以实现小型化。

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