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　　數(shù)碼相機的感光元件對于成像效果起著關(guān)鍵的作用，所以一直是攝影愛好者們研討的話題。縱觀時下各大相機廠商的動態(tài)：適馬公司在數(shù)碼單反相機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)只對自己的4/3英寸CCD規(guī)格感興趣；索尼搞了個4原色CCD技術(shù)出來；松下依舊走著自己開發(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，好像當(dāng)前大多數(shù)采用CMOS的相機成像質(zhì)量都不是很高。但事實上這種狀況不是絕對的，高端CMOS的新技術(shù)實際上已經(jīng)較為成熟了，今天我們就來了解一下CMOS為什么可以用在專業(yè)相機上！ 　　像素的原理 　　像素是在影像感應(yīng)器上將光信號轉(zhuǎn)變成電信號的基本工作單位，以CMOS感應(yīng)器的像素為例，它包含了一個光電二極管，用來產(chǎn)生與入射光成比例的電荷，同時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)量并被傳送給信號放大器再通過數(shù)模轉(zhuǎn)換之后，所拍攝影像的原始信號才得以真正顯現(xiàn)，而具有這些全部功能的器件才能稱為是一個真正的影像感應(yīng)器。比如，一臺數(shù)碼相機的最高分辨率為3264×2448，意味著它擁有的影像感應(yīng)器會有7990272個像素點。 　　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。光線透過鏡頭照射到CCD上，并被轉(zhuǎn)換成電荷，每個元件上的電荷量取決于它所受到的光照強度。當(dāng)你按動快門，CCD將各個元件的信息傳送到模/數(shù)轉(zhuǎn)換器上，模擬電信號經(jīng)過模/數(shù)轉(zhuǎn)換器處理后變成數(shù)字信號，數(shù)字信號以一定格式壓縮后存入緩存內(nèi)，此時一張數(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)字信號和視頻信號的方式輸出。 　　CMOS是怎樣工作的 　　CMOS即互補金屬氧化物半導(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)上占有絕對重要的地位。CMOS和CCD一樣都是可用來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CMOS上帶負(fù)電和帶正電的晶體管來實現(xiàn)基本的功能。這兩個互補效應(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)勢就是非常省電。CMOS 電路幾乎沒有靜態(tài)電量消耗，只有在電路接通時才有電量的消耗。這就使得CMOS的耗電量只有普通CCD的1/3左右。目前CMOS主要問題是在處理快速變化的影像時，由于電流變化過于頻繁而過熱，暗電流（見文后注釋）抑制得好就問題不大，如果抑制得不好就容易出現(xiàn)雜點。 　　CMOS與CCD的圖像數(shù)據(jù)掃描方法有很大的差別。例如一臺數(shù)碼相機的分辨率為300萬像素，那么CCD傳感器是連續(xù)掃描300萬個電荷，并且在最后一個電荷掃描完成之后才能將信號放大。而CMOS傳感器的每個像素都有一個將電荷轉(zhuǎn)化為電子信號的放大器。因此，CMOS傳感器可以在每個像素基礎(chǔ)上進(jìn)行信號放大，采用這種方法可進(jìn)行快速數(shù)據(jù)掃描。 　　高端相機CMOS技術(shù)展現(xiàn) 　　先來看看佳能EOS D30、D60，在佳能EOS系列AF（Auto Focus自動調(diào)焦）相機上，CMOS一直在測光對焦系統(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有專門的回路控制暗電流，在長于1秒的曝光時降噪系統(tǒng)會自動工作，可以從很大程度上降低噪點的產(chǎn)生。 　　再來看看適馬的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的其中一個顏色通道，同樣的三原色，每個原色采用三個像素記錄當(dāng)然會比采用單個像素記錄效果要好。

回答者：wadetsai2016-03-01 00:00