数码相机哪个部位是半导体

‘壹’ 数码相机揭秘系列--CCD和CMOS

数码相机的诞生，不仅创造新的摄影经验和器材，同时随着电子组件的应用和知识的突然增多，而直接或间接的创造出许多新名词。对于常常使用数码相机的人来说，这些名词可能已经耳熟能详了，然而，要想将它们完全的讲清楚、说明白，恐怕也不是那么容易。于是我特别将几组常用的名词做了整理，以方便大家更简易地认识数码相机。大家请关注我们这一系列，第一期，我先从取代传统相机底片的CCD说起，事实上，这也是数码相机的最重点。

一、传统CCD：

相信不少朋友都知道CCD的重要性，也知道它是决定数码相机性能的重要组件，但真的要说明白CCD，也不是一句两句话可以的。

1、认识CCD

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图1

CCD（Charge Coupled Device ，感光耦合组件）为数码相机中可记录光线变化的半导体〈如图1〉，通常以百万像素（megapixel）为单位。数码相机规格中的多少百万像素，指的就是CCD的分辨率，也就是指这台数码相机的CCD上有多少个感光组件。

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图2

CCD上感光组件的表面具有储存电荷的能力，并以矩阵的方式排列（如图2）。当其表面感受到光线时，会将电荷反应在组件上，整个CCD上的所有感光组件所产生的信号，就构成了一个完整的画面。因此，CCD通常用在数码相机（Digital Camera）与扫瞄器（Scanner）上，作为感光的组件。

2、CCD的“三文治”结构

如果把CCD解剖，你会发现CCD的结构就像三明治一样，第一层是“微型镜头”，第二层是“分色滤色片”以及第三层“感光层”。你一定觉得很奇怪，为什么“镜头”会直接做在CCD上呢？

第一层“微型镜头”

其实，这是一个英语翻译上的语误：“ON-CHIP MICRO LENS”,它是1980年初，由SONY领先发展出来的技术。这是为了有效提升CCD的总像素，又要确保单一像素持续缩小以维持CCD的标准面积。因此，必须扩展单一像素的受光面积。但利用提高开口率（采光率）来增加受光面积，反而使画质变差了。所以，开口率只能提升到一定的极限，否则CCD将成为劣品。为改善这个问题，SONY率先在每一感光二极管上（单一像素）装置微小镜片。这个设计就像是帮CCD戴上眼镜一样，感光面积不再因为传感器的开口面积而决定，而改由微型镜片的表面积来决定。如此一来，可以同时兼顾单一像素的大小，又可在规格上提高开口率，使感光度大幅提升（如图3）。

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图3

第二层是“分色滤色片”

CCD的第二层是“分色滤色片”，目前有两种分色方式，一是RGB原色分色法，另一个则是CMYG补色分色法。这两种方法各有优缺点。不过以产量来看，原色和补色CCD的产量比例约在2比1左右。

原色CCD的优势在于画质锐利，色彩真实，但缺点则是噪声问题。因此，大家可以注意，一般采用原色CCD的数码相机，在ISO感光度上多半不会超过400。相对的，补色CCD多了一个Y黄色滤色器，在色彩的分辨上比较仔细，但却牺牲了部分影像的分辨率，而在ISO值上，补色CCD可以容忍较高的感度，一般都可设定在800以上（如图4、图5、图6、图7）。

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图4

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图5

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图6

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图7

第三层：感光层

CCD的第三层是“感光片”，这层主要是负责将穿过滤色层的光源转换成电子信号，并将信号传送到影像处理芯片，将影像还原。

3、CCD排列

传统CCD排列为矩阵，然而这样的做法却限制了在有效面积中再提升分辨率的能力（以现行的技术来看1.8寸CCD理想值约为六百万像素，而在成本和制造合格率的考虑下修正至四百万是合理值）。因此，有些厂商很聪明的想出改变CCD的排列顺序，希望由此增强分辨率。FUJI Fine Pix 4700就是采用这种作法。FUJIFILM所开发的技术称之为“SUPER CCD”，这技术是将CCD像素本体以45度角回转，呈蜂巢式状排列（如图8），结果是将PHOTO diode间的配线部分不要，以实现其更大化。因为像素的形状及垂直方向的差较少，成为近似八角形，使受光部分变大。实现相当于ISO 800的高感度。SUPER CCD的S/N与以往相比较约高2倍，颜色的再现也大幅改善。其结果特别是high light部分和Shadow部分的色调再现性大幅提升，使分辨率和色调平衡，可拍出较为平滑的画像。

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图8

这里需要指出的是，FUJI宣称在1.7英寸下原先的240万画素升级到430万！尽管效果如此惊人，然而还是要看到实际的测试报后才能判定这样的效果到底增强了多少分辨率。

二、CMOS（Complementary Metal-Oxide Semiconctor，互补性氧化金属半导体〉

CMOS和CCD一样同在数码相机中可记录光线变化的半导体。CMOS的制造技术和一般计算机芯片没有什么差别，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（带正电）和 P（带负电）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。然而，CMOS的缺点就是太容易出现杂点, 这主要是因为早期的设计使CMOS在处理快速变化的影像时，由于电流变化过于频繁而会产生过热的现象。

那么你会问CMOS还有什么优势？其实CMOS对抗CCD的优势在于成本低,耗电需求少, 便于制造, 可以与影像处理电路同处于一个芯片上。但由于上述的缺点，CMOS 只能在经济型的数码相机市场中生存。

当初Canon D30选择以CMOS作为感光组件就让不少专家“摔破了眼镜”,因为高端的数码相机中使用CMOS实在非常的罕见。然而就最近在DPREVIEW上看到的CANON D30 BETA所公布的实测相片看来CMOS似乎已经突破以往的不足，其效果是直逼CCD。目前尚无法得知的是究竟CANON D30改良了原先CMOS的设计，还是在解读图像的芯片上做了革命性的改良。不可否认的，CMOS只有CCD三分之一左右的耗电量, 这对电池效能需求日益殷切的数码相机来说朝向CMOS发展或许是开发未来新机种的解决之道。

如果大家对于CMOS还有不清楚的地方，以下的网址有CMOS的英文详细说明：
http://tech-www.informatik.uni-hamburg.de/applets/cmos/cmosdemo.html

三、新一代CCD技术革新

时代在变，传统的CCD技术已经没有办法满足现在使用者对数码相机的需求了。以下，我们将简介两款在2002 年所新推出的具有代表性的两种CCD技术，让大家对于CCD有更深刻的了解：

富士发表第三代Super CCD技术（如图9、图10）

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图9

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图10

1999年日本富士开发出第一代的SuperCCD，应用在FinePix 4700z上，由于可提高像素和分辨率，因此大受欢迎，然后2001年富士修正了第一代Super CCD所有的噪声缺点，并提升有效像素到310万，最大像素602万的更高分辨率。这批CCD被装配在 FinePix 6800z/6900z上，成为该年度富士最畅销的数码相机。新一代的SuperCCD III结合以上的优势，又新加入了：

信号处理能力——这项技术的创意在于利用相机内建的信号处理处理器，整合在第一次拍照所得（2832X2128）的照片，具体是以RGB为标准，以三色每4个像素为一个计算依据，整合出该照片在ISO 1600高感度时应有的表现。运用计算的原理，可提高并修正相片在低光亮下应有的色彩，避免电子干扰所增加的噪声比。但缺点是原来高像素的相片，得出的成果会被缩成（1280X960）大小比例。

CCD 水平/垂直像素混合运算——这是SuperCCD III又一项特殊技能，也是世界首次CCD采用水平/垂直像素混合运算技术。这种方式可以让有效像素300万的CCD跨过一般在QVGA动画录制 （分辨率 320×240），速度被限制在15fps的门槛——因为速度再快下去，数码相机的处理速度不够，画面容易偏暗。这次通过运算法，整合多个像素成一个，让数码相机在动画的快门限制放开，所以SuperCCD在VGA的分辨率下（640×480）可以达到最大30fps的录像能力。并能有效提高感度达4倍以上。换言之，以SuperCCD III所拍摄的动画具有VCD的水准了。

美国Foveon公司发表多层感色CCD技术

在Foven公司发表X3技术之前，一般CCD结构是类似蜂窝状的滤色版（图11），下面垫上感光器，借以判定入射的光线是RGB三原色的哪一种。

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图11

然而，蜂窝技术（美国又称为马赛克技术）的缺点在于：分辨率无法提高，辩色能力差以及制作成本高昂。也因此，这些年来高端CCD的生产一直被日本所垄断。新的X3技术，让电子科技成功的模仿“真实底片”的感色原理（图12），依光线的吸收波长“逐层感色”！，对应蜂窝技术一个画素只能感应一个颜色的缺点，X3的同样一个像素可以感应3种不同的颜色，大大提高了影像的品质与色彩表现。

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图12

支持更强悍的CCD运算技术VPS(Variable Pixel Aize）；此外，X3还有一项特性，非常类似我们先前介绍的SuperCCD III水平垂直运算整合的方式，同样通过“群组像素”的搭配（图13）。X3也可以达到超高ISO值（必须消减分辨率），高速VGA录画速率。比SuperCCD更强悍的在于X3每一个Pixel（像素）都可以感应三个色彩值，在理论上来说，X3的动画拍摄在相同速度条件下，可能比SuperCCD III还来得更精致。

‘贰’ 相机主要是靠什么拍片的啊

1、数码相机工作原理图及工作原理

数码相机是用一种特殊的半导体材料来记录图片，这类特殊的半导体叫作电荷藕合器，简称CCD。这种电荷藕合器由数千个独立的光敏元件组成，这些光敏元件通常排列成与取景器相对应的矩阵。外界景像所反射的光透过镜头照射在CCD上，并被转换成电荷，每个元件上的电荷量取决于其所受到的光照强度。CCD将各个元件的信息传送到数模转换器上，数模转换器将数据编码后送到缓存中，然后通过DSP（数字信号处理器）读取这些数字编码，并将这些编码中所包含的影像信息存放到存储器中，此时你就可以看到一张完整的数码图片了。从数码相机的工作原理中我们不难看出，镜头和CCD是数码相机成像质量的关键。
2、码相机的主要组件
数码相机主要的组成部件是镜头、图像传感器、数码储存器、LCD屏（大部分都有）。
（1）镜头
不管是普通相机还是数码相机，镜头都是关键部件。相比起传统相机，数码相机的镜头很小，需要制造得非常地精确，这增加了它的制造难度。通常一部高质量的数码相机其镜头成本也是整机价格中最主要的组成部分。因为要配合的是同样种类繁多的精密的CCD或CMOS等感光元件而不是相同尺寸的胶片，不同数码相机的规格差异很大，镜头也是千差万别。
（2）图像传感器
目前运用到数码相机的主要感光传感器有CCD（电荷耦合器件）和CMOS（互补型金属氧化物）两种半导体。柯达所有的数码相机均采用CCD作为图像传感器。
CCD和CMOS各自的利弊，从技术的角度来比较两者主要存在四个方面的区别：
（a）信息读取方式不同
CCD传感器存储的电荷信息需在同步信号控制下一位一位的实施转移后读取，电荷信息转移和读取输出需要有时钟控制电路和三组不同的电源相配合，整个电路较为复杂。CMOS传感器经光电转换后直接产生电流（或电压）信号，信号读取十分简单。
（b）速度有所差别
CCD传感器需在同步时钟的控制下以行为单位一位一位的输出信息，速度较慢；而CMOS传感器采集光信号的同时就可以取出电信号，还能同时处理各单元的图象信息，速度比CCD快很多。
（c）电源及耗电量
CCD传感器电荷耦合器大多需要三组电源供电，耗电量较大；CMOS传感器只需使用一个电源，耗电量非常小，仅为CCD电荷耦合器的1/8到1/10，CMOS光电传感器在节能方面具有很大优势。
（d）成像质量
CCD传感器制作技术起步较早，技术相对成熟，采用PN结合二氧化硅隔离层隔离噪声，成像质量相对CMOS传感器有一定优势。由于CMOS传感器集成度高，光电传感元件与电路之间距离很近，相互之间的光、电、磁干扰较为严重，噪声对图象质量影响很大，使CMOS传感器很长一段时间无法进入实用。目前采用CMOS传感器数码相机的像素最高只有200万像素，而CCD则可高达1600万像素。
（3）LCD显示屏
绝大多数数码相机都有一个LCD（彩色液晶显示）屏。LCD屏幕就像一台微型的计算机监视器，能显示出相机中存储的图像。LCD也用来显示菜单，使用户可以修改照相机的设置，并从相机的存储器中删除不想要的图像。在照相机上观看和删除图像的功能非常有用，因为节省了下载不想要的图像所花费的时间。如果照出来的相片不是你想要的样子，可以把它删掉重拍。
LCD的像素高低也是决定其好坏的重要因素。目前，大多数数码相机的LCD的像素在11万以上，这些LCD一般都能较好反映图像的细节，而有些数码相机为降低成本，采用低像素的LCD（Fuji 2800的LCD只有6万像素），这些LCD上显示的图像呈明显的颗粒状，而且刷新速度很慢，取景时有明显的滞后感。
（4）数据储存器
通常的储存器有CF卡、MMS、SD和SONY标准的Memory stick等。
3、数码相机主要技术参数
（1）白平衡
由于不同的光照条件的光谱特性不同，拍出的照片常常会偏色，例如，在日光灯下会偏蓝、在白炽灯下会偏黄等。为了消除或减轻这种色偏，数码相机和摄象机可根据不同的光线条件调节色彩设置，以使照片颜色尽量不失真，使颜色还原正常。因为这种调节常常以白色为基准，故称白平衡。
（2）AE(Auto Expose)自动曝光
自动曝光就是相机根据光线条件自动确定曝光量。
从根本测光原理上分可分两种：入射式和反射式。入射式就是测量照射到相机上的光线的亮度来确定曝光组合，这是一种简单粗略的控制，多用于低档相机 。反射式是测量被摄体的实际亮度，也就是成像的亮度来确定曝光组合，这是比较理想的一种方式。
（3）AF(Auto Focus)自动对焦
自动对焦有几种方式，根据控制原理分为主动式和被动式两种。
主动式自动对焦通过相机发射一种射线（一般是红外线），根据反射回来的射线信号确定被摄体的距离，再自动调节镜头，实现自动对焦。这是最早开发的自动对焦方式，比较容易实现，反应速度快，成本低，多用于中档傻瓜相机。这种方式精确度有限，且容易产生误对焦，例如当被摄体前有玻璃等反射体时，相机不能正确分辨。
被动式对焦有一点仿生学的味道，是分析物体的成像判断是否已经聚焦，比较精确，但技术复杂，成本高，而且在低照度条件下难以准确聚焦，多用于高档专业相机。一些高智能相机还可以锁定运动的被摄物体甚至眼控对焦。
（4）焦距
相机的镜头是一组透镜，当平行光线穿过透镜时，将会聚到一点上，这个点叫做焦点，焦点到透镜中心的距离，就称为焦距。焦距固定的镜头，叫定焦镜头；焦距可以调节变化的镜头，叫变焦镜头。在摄影领域，焦距主要反映了镜头视角的大小。对于传统135相机而言，50mm左右的镜头的视角与人眼接近，拍摄时不变形，称为标准镜头，一般涵盖40-70mm的范围，18-40mm称为广角或称为短焦镜头，70-135mm称为中焦镜头，135-500mm称为长焦镜头，500mm以上称为望远镜头，18mm以下称为鱼眼或超广角镜头，这种范围的划分只是人们的习惯，并没有严格的定义。数码相机的CCD一般比135胶片小得多，所以相同视角，其镜头焦距也短很多，例如，使用0.33"CCD的数码相机，使用约13mm镜头时，其视角大概相当于135相机50mm的标准镜头。由于各数码相机生产厂商所采用的CCD规格型号不同，所以，大家都采用"相当于35mm相机（即135相机）焦距"的说法。
光学变焦镜头有助于你方便的改变焦距，放大突出所需的图像细节并略去不需要的背景，当然这增加了相机的成本。现在大部份中高档数码相机都使用了2--3倍光学变焦镜头，有些还在镜头中使用了非球面镜片，这样有效的减少了像差和色散。
三倍变焦镜头对于大多数人来讲已经够用了，但如果你想使用镜头时有更大的灵活性或得到一些特殊的效果，你该选择一种配有镜头附件的相机，如NIKON的数码相机就提供了增距、广角和鱼眼镜头。
如果变焦镜头对你非常重要的话，议定要保证你买的数码相机具有光学变焦而不是数码变焦。光学变焦就是一个真正的变焦镜头。数码变焦只不过指的是相机内部对图像的处理过程。当时用数码变焦时，相机放大画面的中间部分，并裁剪掉四周边沿。其结果与在图像处理软件中打开一幅图像，剪掉相片的四周，再放大剩余的部分是一样的。对于"变焦"区的放大降低了图像的分辨率和图像的质量。
（5）超焦距
由于镜头的后景深比较大，人们称对焦点以后的能清晰成像的距离为超焦距。傻瓜相机一般就利用了超焦距，利用短焦镜头在一定距离之后的景物都能比较清晰成像的特点，省去对焦功能，所以，一般低档的傻瓜相机并不能自动对焦，只是利用了超焦距而已。正如前面所说的，"清晰"不是一个绝对的概念，超焦距范围内的景物并非真正的清晰成像，由于不在对焦点上，肯定是模糊的，只是模糊的程度一般人能够接受而已，这就是傻瓜相机拍摄的底片不能放大得太大的原因。
（6）景深
在进行拍摄时，调节相机镜头，使距离相机一定距离的景物清晰成像的过程，叫做对焦，那个景物所在的点，称为对焦点，因为"清晰"并不是一种绝对的概念，所以，对焦点前（靠近相机）、后一定距离内的景物的成像都可以是清晰的，这个前后范围的总和，就叫做景深，意思是只要在这个范围之内的景物，都能清楚地拍摄到。
景深的大小，首先与镜头焦距有关，焦距长的镜头，景深小，焦距短的镜头景深大。其次，景深与光圈有关，光圈越小（数值越大，例如f16的光圈比f11的光圈小），景深就越大；光圈越大（数值越小，例如f2.8的光圈大于f5.6）景深就越小。其次，前景深小于后景深，也就是说，精确对焦之后，对焦点前面只有很短一点距离内的景物能清晰成像，而对焦点后面很长一段距离内的景物，都是清晰的。

‘叁’ 数码相机上的CCD和CMOS是什么意思，又有什么区别

数码相机上的CCD是“电荷耦合器件”，是将光信号转换为电信号的一种图像传感器 。

数码相机上的CMOS是“互补金属氧化物半导体”，是数码相机中常用的图像传感器。

CCD与CMDS在信号类别、成像规则、感光度等方面都有不同，具体的区别如下：

1、信号类别不同

CCD：模拟信号

CMOS：数字信号

2、成像规则不同

CCD：线成像

CMOS：点成像

3、感光度不同

CCD：0.1-3LUX

CMOS：6-15LUX

4、信息读取方式不同

CCD：CCD电荷耦合器存储的电荷信息，需在同步信号控制下一位一位地实施转移后读取，电荷信息转移和读取输出需要有时钟控制电路和三组不同的电源相配合

CMOS：CMOS光电传感器经光电转换后直接产生电流（或电压）信号，信号读取十分简单。

参考资料来源：网络-CMOS传感器

参考资料来源：网络-CCD传感器

‘肆’ 数码相机CCD的作用是什么

CCD是英文Charge
Coupled
Device即电荷耦合器件的缩写，它是一种特殊半导体器件，上面有很多一样的感光元件，每个感光元件叫一个像素。CCD在数码照相机和摄像机里是一个极其重要的部件，它起到将光线转换成电信号的作用，类似于人的眼睛，因此其性能的好坏直接影响到摄像机的性能。
（
1)感光器件是数码相机的心脏（核心成像部件），包括CCD和CMOS。目前数码相机广泛使用的是CCD（电荷藕合）元件。
（2）对于数码相机来说，影响感光器件成像的因素主要有两个方面：一是感光器件的面积；二是感光器件的色彩深度。
（3）感光器件面积越大，在相同条件下，捕获的光子越多，感光性能越好，就能记录更多的图像细节，并且各像素间的干扰也小，信噪比就越低，成像质量就越好了。
（4）CCD的尺寸，说的其实就是感光器件的面积。因而在相同条件下，要选择CCD尺寸大的。
（5）除了面积之外，感光器件还有一个重要指标，就是色彩深度，也就是色彩位，就是用多少位的二进制数字来记录三种原色。非专业型数码相机的感光器件一般是24位的，高档点的是30位。

‘伍’ 数码相机由哪些主要部分构成

数码相机的发展，用“日新月异”来形容似乎仍显不足，因为随时都可能有新品问世，可能有技术突破。近一段时期，报刊杂志的宣传炒作得沸沸扬扬，网上资讯推波助澜，足令关心数码相机的朋友眼花缭乱，无所适从。目前的各种宣传介绍多从“数码”的角度切 入，“即拍即得”，“记录介质可重复利用”，“图像可加工性、 可传输性”......不一而足，但是，数码相机归根结底是“相机”， 形成优质图像才是最终目的，如果我们从这个角度，也就是传统意义上相机的角度，对数码相机来个多点透视，必要时，对宣传介绍来个“逆向思维”，到也不难排除干扰，拨云见日。

本文章转载自白鸟摄影(http://www.pagki.com)

一、成像器件
谈相机不能不谈胶卷，数码相机的“胶卷”就是其成像器件，而且是与相机一体的，成为其心脏，就更不能不谈。目前市场上常见数码相机的成像器件是CCD（电荷偶合器件）CCD的分辨率---像素数---常被用作划分数码相机档次的主要依据。诚然， CCD的分辨率在一定意义上，决定了数码相机成像的质量，但是，正象颗粒度不能完全概括胶卷的质量一样，分辨率也不是评价CCD质量的唯一标准，其色彩深度，芯片本身的制造水平等，对最终成像质量带来的影响都不容低估，售价高达十五万元的专业数码相机 Kokak DCS520（佳能EOS D2000）的CCD分辨率也不过两百万像素， 与号称一百五六十万像素的普通数码相机相比，其成像质量根本不可同日而语，撇开其它因素，单单CCD质量的差距也由此可见一斑。 据网络资料介绍，几款市场流行的号称百万像素的数码相机像质常常不如人们所希望的那么高，与之相比，分辨率只有八十多万像素 的Olympus C-1000L 相机所拍的照片色斑少，色彩还原好，像质似乎还好一些。若单从CCD芯片制造工艺的角度考察，其芯片面积越 小，集成度越高越好，但若从摄影的角度，笔者认为，在镜头光学 分辨率有限，CCD像素数一定时，芯片面积越大，成像质量越好， 这与中幅相机成像优于35毫米相机类似。

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二、镜头
笔者一贯认为镜头是相机的灵魂，数码相机当然也不例外。虽然由于数码相机的CCD分辨率有限，对镜头的光学分辨率也要求较低，但另一方面，由于数码相机的成像面积较小（相对于传统35毫米相机而言），还需要镜头保证一定的成像素质，举例来说对某一确定的被摄体，水平方向需要100个像素，才能完美再现其细节，如果成像宽度为10mm，则光学分辨率为10线/mm的镜头就能胜任，如果成像宽度为1mm，则要求镜头的光学分辨率必须在100 线/mm以上。另一方面，传统胶卷对紫外线比较敏感，外拍时常需要加装UV镜，而CCD对红外线比较敏感，镜头增加特殊的镀层或外加滤镜也会大大提高成像质量。镜头的物理口径也是必须要考虑的，且不管其相对口径如何，其物理口径越大，光通量就越大，成像质量也就越好。至于数码变焦，实际就是局部图像的放大，是软件插值运算，与镜头无关，而且没有太多实用价值，因为在图像处理软件中对图像进行切裁、缩放，只是弹指之劳，更为方便、精确。具备大口径、多片多组、包含非球面透镜的高质量镜头、可加装滤镜的数码相机是对图像质量敏感的用户的明智之选。

三、对焦
数码相机一般都有自动对焦，方便实用，但手动对焦毕竟自由度更大，在近摄时尤其重要，可惜，除了价格高不可攀的专业数码相机，普通数码相机中提供手动对焦的机型太少了，笔者所知只有SONY FD-7，Kodak DC260等。与传统相机的自动对焦类似， 数码相机的自动对焦也有主动与被动之分。主动式，就是相机主动地发射红外线，根据目标的反射对焦；被动式，就是相机不发射任何射线，根据目标的成像对焦。一般来说，主动式对焦较容易实现， 但拍摄者不能观察对焦的情况，且较易产生误对焦，而被动式对焦 则让拍摄者可以观察到对焦的全过程，不过可能比较慢。

四、取景
与传统相机相比，除光学平视旁轴取景和单镜头反光式 TTL取景之外，数码相机的一大特点就是一般均带有一块可供取景的液晶显示屏，的确方便不少，从原理上讲这其实也可算是一种TTL （Throgh The Lence通过镜头）取景方式。TTL取景较之平视取景， 没有取景视差，在近拍时几乎是必须的。对于用惯了传统相机的朋 友来说，用液晶屏一开始可能不太习惯，而且，液晶屏的显示精度有限，不能观察被摄体的细节，因此，单镜头反光式取景还是摄影发烧友所心仪的。有趣的是，Olympus 的C-1000L，C-1400L系列数码相机，采用了结构独特的棱镜，不需要反光镜，也实现了单反方式的取景。

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五、感光度、曝光控制与色温控制
与胶卷有感光度相同，数码相 机也有不同的光线灵敏度，一般相当于ISO50--200不等，个别机型甚至在ISO100--1600间可调，极大拓宽了拍摄范围。手动曝光也是摄影发烧友甚为关心的，可惜有此功能的数码相机不多（不过曝光补偿功能也可以在一定程度上满足我们对曝光调整的需求）。在传统摄影中，尤其在彩色摄影中，色温控制一直是一件令人十分头痛的事，这方面数码相机要方便一些，因为它们一般的都有自动色温控制，亦即“白平衡”，而且在图像处理软件中调整色调易如反掌， 倒不必多虑。

六、拍摄延迟
所谓“拍摄延迟”，就是拍摄完第一张后，要隔一段时间才能拍摄第二张，这在传统相机中是不存在的，但数码相机几乎都有这种间隔，有些机型甚至在按下快门到相机真正动作之间也有延迟。虽然许多数码相机提供了连拍功能，但您不难注意到， 在普通数码相机中，大多只能连拍低分辨率的照片，因为高分辨率照片的数据量是很大的，必须要有一定的时间去处理。不同型号数码相机的拍摄延迟时间不等，从几分之一秒到几秒甚至十几秒，当然，为了不错过拍摄时机，这种延迟越短，响应越快越好。凡是响应快的机型，厂商在宣传中会作为一种优点来介绍，反之，若宣传资料对此避而不谈，您就要合计合计了。

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七、其它
变焦范围、快门速度、闪光灯等与传统相机无二，可根据各人的需要与喜好考虑，若能使用外接的闪光灯，将大大方便您在室内进行摄影创作。与传统相机不同的是，数码相机都是耗电大户，电源配置也不可忽视，外出拍摄时电源耗尽，与使用传统相机没了胶卷没什么区别。

综上所述，CCD分辨率固然是决定数码相机质量的重要因素，但决不是唯一因素，镜头质量也是重中之重，其它功能各依所好，备品附件的配置也不可掉以轻心。 从理论上讲，传统化学成像的质量要高于数码相机。而普通消费者所得到的照片在经过相机、胶卷、冲扩 等一系列“衰减”后，质量与化学成像的理想水平早已不啻云泥，笔者实际对比发现，即使用普通的照片质量喷墨打印机输出，一般七八 十万像素的数码相机拍摄的照片的质量与上述照片相比绝对有过之而 无不及，对数码相机成像质量持怀疑态度的朋友尽可放心。但对于摄 影发烧友目前市场流行的非专业数码相机有很多方面还不尽人意，要 从本文所及的“相机”的角度出发，品评比较，慎重选择。

‘陆’ 数码照相机和数码摄相机各由哪些部件组成

数码相机由光学摄影镜头、DSP数字信号处理器、CCD影像传感器、光学取景器、LCD液晶屏、闪光灯、存储卡、电池等主要功能部件组成。

数码摄相机主要是由取景系统和成像系统两大部分所组成的。其中，取景系统由反光板、五棱镜、取景器3部分组成，而成像系统则是由快门单元和图像感应器所组成的。

(6)数码相机哪个部位是半导体扩展阅读：

单反数码相机不仅支持更多的支持镜头，而且比普通数码相机具有更高的镜头指数。首先，例如广角效果，普通数码相机拿35毫米~ 38毫米，主要是少数高端相机模型支持28毫米宽，但是数码单反相机通常使用原始镜头可以拍广角视图的照片令人欣慰，有特殊广角镜头甚至可以继续扩大视觉范围。

后跟一个数码相机震动很敏感，即使是轻微的震动产生接触的过程中模糊的图片，如果没有高功率普通数码相机变焦镜头模型，他们中的许多人没有动摇一个实用功能，数码单反相机可以退化+镜头拍摄，以防止不稳定抖动。

镜头部分和图像质量也密切相关比较大多数普通数码相机和数码单反相机镜头我们可以看到普通数码相机镜头很小，和管直径比例，有些型号的镜头只是管直径的1/3，和数码单反相机镜头和镜子基本管直径，也创造了两个光学性能之间的巨大差异表达系统。

总之，多选择一个镜头就可以保证拍摄时间。一个好的镜头可以使拍摄工作很容易完成。

‘柒’ 数码相机的原理

数码相机原理篇

在数字化浪潮扑面而来的今天，新技术和新产品越来越多地影响着我们的生活，拥有一件数字化的产品也已成为了一种新时尚，照相机无疑是最贴近我们日常生活的用品，而数码相机以其独特的性能和特征，大有取代传统相机之势，究竟什么是数码相机，它有那些特点，如何选购、使用等。下面我们就来给大家介绍一下。

一．什么是数码相机？

所谓数码相机，是一种能够进行拍摄，并通过内部处理把拍摄到的景物转换成以数字格式存放的图像的特殊照相机。与普通相机不同，数码相机并不使用胶片，而是使用固定的或者是可拆卸的半导体存储器来保存获取的图像。数码相机可以直接连接到计算机、电视机或者打印机上。在一定条件下，数码相机还可以直接接到移动式电话机或者手持PC机上。由于图像是内部处理的，所以使用者可以马上检查图像是否正确，而且可以立刻打印出来或是通过电子邮件传送出去。

二．数码相机的特点：

与传统的相机相比，数码相机在拍摄质量上还是有一定的差距的。但是，它也有传统相机无法比拟的优势：

数码相机与传统相机相比存在以下五大区别：制作工艺不同、拍摄效果不同、拍摄速度不同、存储介质不同、输入输出方式不同。其中最大分别在于记录影像的方式,请先看看以下的流程：

传统相机:镜头-->底片

数码相机:镜头-->感光芯片-->数码处理电路-->记忆卡

数码相机跟传统相机在影像摄取部份大致相同,主要有拍摄镜头,取景镜头,闪光灯,感光器和自拍指示灯等,所以只看相机的前面外型,两者可说是没多大分别,但在成像及记录方面,两者的分别就大了。传统相机是利用底片这东西,而数码相机主要靠感光芯片及记忆卡。

虽然单从价钱方面去考虑,数码相机的价钱比传统相机贵,但它有很多优点是传统相机没有的：

1. 即拍即见：

如果你旅游或参加一些重要的约会时用传统相机拍摄，回来后冲洗,赫然发现拍摄的品质不对劲,如太光,太暗,主题被挡甚或完全没有影像,这时的心情真是难以形容。但用数码相机就不会发生这种情况,因为差不多所有的数码相机会有一个叫液晶显示器(LCD)的东西,它可以立即显示刚拍下的影像,如果发现不对劲,可以把影像删除,再重新拍摄,直到您满意为止。

2.不必考虑拍摄成本：

用传统相机拍摄,您一般都会特别小心,在同一背景下通常都不会再拍,以免增加冲印费用。但用数码相机就不用担心,因拍摄后可慢慢选择，将最好的影像拿去打印,其余可删除或储存到硬盘。

3.影像品质永远不变：

用底片或照片记录影像,时间久了,都会褪色及变坏,无法保持原有的质量。相反由数码相机拍下的影像只记录"0"和"1"的资料,可以被正确的储存在计算机硬盘及其它储存媒体中,所以数码影像不论被复制多少次,都可以保持品质一致。

4.可以直接进行编辑使用：

用数码相机拍下的影像可直接下载到计算机内,然后可通过E-mail的方式把影像立即传送给别人或客户,不用花钱和时间在冲印方面。另外也可以将数码影像应用在网页设计中,把公司的产品通过自身的网站推广到世界每一地方,实为电子商务的必备利器。

5.储存空间少：

数码相机所拍下来的影像只是一堆数据而已,只要用一些细小的储存装置,如硬盘,快闪记忆卡,MO等等,便可存放大量的影像,比用传统相机要用大量的空间来放底片及照片节省得多。

三．数码相机的原理与结构：

数码相机是由镜头、CCD、A/D（模/数转换器）、MPU（微处理器）、内置存储器、LCD（液晶显示器）、PC卡（可移动存储器）和接口（计算机接口、电视机接口）等部分组成，通常它们都安装在数码相机的内部，当然也有一些数码相机的液晶显示器与相机机身分离。

数码相机中的工作原理如下：当按下快门时，镜头将光线会聚到感光器件CCD（电荷耦合器件）上, CCD是半导体器件，它代替了普通相机中胶卷的位置，它的功能是把光信号转变为电信号。这样，我们就得到了对应于拍摄景物的电子图像，但是它还不能马上被送去计算机处理，还需要按照计算机的要求进行从模拟信号到数字信号的转换，ADC（模数转换器）器件用来执行这项工作。接下来MPU（微处理器）对数字信号进行压缩并转化为特定的图像格式，例如JPEG格式。最后，图像文件被存储在内置存储器中。至此，数码相机的主要工作已经完成，剩下要做的是通过LCD（液晶显示器）查看拍摄到的照片。有一些数码相机为扩大存储容量而使用可移动存储器，如PC卡或者软盘。此外，还提供了连接到计算机和电视机的接口。下面，让我们来详细地谈一谈：

1．镜头：

几乎所有的数码相机镜头的焦距都比较短，当你观察数码相机镜头上的标识时也许会发现类似"f=6mm"的字样，它的焦距仅为6毫米！其实，这个焦距和传统相机还是有所区别的。f=6mm相当于普通相机的50mm镜头（因相机不同而不同）。这是怎么回事呢？原来我们印象中的标准镜头、广角镜头、长焦镜头以及鱼眼镜头都是针对35mm普通相机而言的。它们分别用于一般摄影、风景摄影、人物摄影和特殊摄影。各种镜头的焦距不同使得拍摄的视角不同，而视角不同产生的拍摄效果也不相同。但是焦距决定视角的一个条件是成像的尺寸，35mm普通相机成像尺寸是24mm×36mm（胶卷），而数码相机中CCD的成像尺寸小于这个值两倍甚至十倍，在成像尺寸变小焦距也变小的情况下，就有可能得到相同的视角。所以说上面提及的6mm镜头相当普通相机50mm焦距镜头。因此在选购数码相机时，我们不用关心数码相机的实际焦距是多少，而只要参考换算到35毫米相机镜头的焦距就可以了。

2.CCD:

数码相机使用CCD代替传统相机的胶卷，因此CCD技术成为数码相机的关键技术，CCD的分辨率被作为评价数码相机档次的重要依据。CCD是Charge Couple Device的缩写，被称为光电荷耦合器件，它是利用微电子技术制成的表面光电器件，可以实现光电转换功能。在摄像机、数码相机和扫描仪中被广泛使用。摄像机中使用的是点阵CCD，扫描仪中使用的是线阵CCD，而数码相机中既有使用点阵CCD的又有使用线阵CCD的，而一般数码相机都使用点阵CCD，专门拍摄静态物体的扫描式数码相机使用线阵CCD，它牺牲了时间换取可与传统胶卷相媲美的极高分辨率（可高达8400×6000）。CCD器件上有许多光敏单元，它们可以将光线转换成电荷，从而形成对应于景物的电子图像，每一个光敏单元对应图像中的一个像素，像素越多图像越清晰，如果我们想增加图像的清晰度，就必须增加CCD的光敏单元的数量。数码相机的指标中常常同时给出多个分辨率，例如640×480和1024×768。其中，最高分辨率的乘积为786432（1024×768），它是CCD光敏单元85万像素的近似数。因此当我们看到"85万像素CCD"的字样，就可以估算该数码相机的最大分辨率。

许多早期的数码相机都采用上述的分辨率，它们可为计算机显示的图片提供足够多的像素，因为大多数计算机显卡的分辨率是640×480、800×600、1024×768、1152×864等。CCD本身不能分辨色彩，它仅仅是光电转换器。实现彩色摄影的方法有多种，包括给CCD器件表面加以CFA（Color Filter Array，彩色滤镜阵列），或者使用分光系统将光线分为红、绿、蓝三色，分别用3片CCD接收。

3． A/D转换器:

A/D转换器又叫做ADC（Analog Digital Converter），即模拟数字转换器。它是将模拟电信号转换为数字电信号的器件。A/D转换器的主要指标是转换速度和量化精度。转换速度是指将模拟信号转换为数字信号所用的时间，由于高分辨率图像的像素数量庞大，因此对转换速度要求很高，当然高速芯片的价格也相应较高。量化精度是指可以将模拟信号分成多少个等级。如果说CCD是将实际景物在X和Y的方向上量化为若干像素，那么A/D转换器则是将每一个像素的亮度或色彩值量化为若干个等级。这个等级在数码相机中叫做色彩深度。数码相机的技术指标中无一例外地给出了色彩深度值，那么色彩深度对拍摄的效果有多大的影响呢？其实色彩深度就是色彩位数，它以二进制的位（bit）为单位，用位的多少表示色彩数的多少。常见的有24位、30位和36位。具体来说，一般中低档数码相机中每种基色采用8位或10位表示，高档相机采用12位。三种基色红、绿、蓝总的色彩深度为基色位数乘以3，即8×3=24位、10×3=30位或12×3=36位。数码相机色彩深度反映了数码相机能正确表示色彩的多少，以24位为例，三基色（红、绿、蓝）各占8位二进制数，也就是说红色可以分为2^8=256个不同的等级，绿色和蓝色也是一样，那么它们的组合为256×256×256=16777216，即1600万种颜色，而30位可以表示10亿种，36位可以表示680亿种颜色。色彩深度值越高，就越能真实地还原色彩。

4．MPU（微处理器）:

数码相机要实现测光、运算、曝光、闪光控制、拍摄逻辑控制以及图像的压缩处理等操作必须有一套完整的控制体系。数码相机通过MPU（Microprocessor Unit）实现对各个操作的统一协调和控制。和传统相机一样，数码相机的曝光控制可以分为手动和自动，手动曝光就是由摄影者调节光圈大小、快门速度。自动曝光方式又可以分为程序式自动曝光、光圈优先式曝光和快门优先式曝光。MPU通过对CCD感光强弱程度的分析，调节光圈和快门，又通过机械或电子控制调节曝光。

5．存储设备：

数码相机中存储器的作用是保存数字图像数据，这如同胶卷记录光信号一样，不同的是存储器中的图像数据可以反复记录和删除，而胶卷只能记录一次。存储器可以分为内置存储器和可移动存储器，内置存储器为半导体存储器，安装在相机内部，用于临时存储图像，当向计算机传送图像时须通过串行接口等接口。 它的缺点是装满之后要及时向计算机转移图像文件，否则就无法再往里面存入图像数据。早期数码相机多采用内置存储器，而新近开发的数码相机更多地使用可移动存储器。这些可移动存储器可以是3.5英寸软盘、PC（PCMCIA）卡、CompactFlash卡、SmartMedia卡等。这些存储器使用方便，拍摄完毕后可以取出更换，这样可以降低数码相机的制造成本，增加应用的灵活性，并提高连续拍摄的性能。存储器保存图像的多少取决于存储器的容量（以MB为单位），以及图像质量和图像文件的大小（以KB为单位）。图像的质量越高，图像文件就越大，需要的存储空间就越多。显然，存储器的容量越大，能保存的图像就越多。一般情况下，数码相机能保存10到200幅图像。我们在这里为大家介绍一些常用的存储方案：

·SmartMedia卡，

从2兆到32兆，是最常见的数码相机存储卡，由于没有内置控制部分，成本最低，但是暂时无法突破64兆的极限，但今年可能会有64兆的卡推出。目前大部分的数码相机用了SM卡，速度上和其他存储方式差不多，其实内核都是FlashMemory。常见的数码相机支持品牌，奥林帕斯、富士、东芝等诸多品牌。另外由于MP3播放器也需要存储卡，由于成本问题也选择了SM卡，导致SM的需求量增加，所以其价格由于是量产的缘故，跌得很快，是目前最佳性价比的存储方案。

·CompactFlash卡，

分别有CF1和CF2格式，这是和SM卡齐名的存储卡，和SM卡的区别是自带控制模块，厚度也厚多了。同时除了FlashMemory外还支持其他存储模式。主要的存储大小是4、8、15、30、40、64、96、128、224、400等，其中大于128的必须使用CF2的格式。目前的柯达、卡西欧、尼康、佳能等数码相机都使用CF卡。

·IBM的MicroDrive，

什么是IBM的MicroDrive?IBM的MicroDrive是IBM专门为数码相机准备的优秀存储方案采用CF2接口，兼容CF2存储卡，只要能插入CF2存储卡的数码相机都能使用它，同时有PC卡的接口，在支持PC卡接口的专业数码相机中也能使用它。它的容量为340兆；另外因为硬盘，所有它的速度也很快，而FlashMemory的速度是无法和硬盘相提并论的，因此除了容量大外，速度也比CF卡快多了，而价格和128兆的CF卡差不多。

Click:

生产移动存储设备的着名公司Iomega推出的独特的磁盘。这种体积并不比CF卡大多少的小小磁盘可以存储40MB的数据，但成本远远低于使用闪存技术的产品。而且，Click可以被计算机存取。

MemoryStick：

由索尼公司推出的存储设备，体积大概相当于半块口香糖的大小。其在索尼的全线产品中得到了广泛的支持，容量也达到了64MB。为了进不步扩展其应用范围，索尼推出的使用软盘的数码相机还能通过转换器在其上保存数据。

6．LCD（液晶显示器）：

LCD（Liquid Crystal Display）为液晶显示屏，数码相机使用的LCD与笔记本电脑的液晶显示屏工作原理相同，只是尺寸较小。从种类上讲，LCD大致可以分为两类，即DSTN-LCD（双扫扭曲向列液晶显示器）和TFT-LCD（薄膜晶体管液晶显示器）。与DSTN相比，TFT的特点是亮度高，从各个角度观看都可以得到清晰的画面，因此数码相机中大都采用TFT-LCD。LCD的作用有三个，一为取景、二为显示、三为显示功能菜单。

7．输出接口：

数码相机的输出接口主要有计算机通讯接口、连接电视机的视频接口和连接打印机的接口。常用的计算机通讯接口有串行接口、并行接口、USB接口和SCSI接口。若使用红外线接口，则要为计算机安装相应的红外接收器及其驱动程序。如果你的数码相机带有PCMCIA存储卡，那么可以将存储卡直接插入笔记本电脑的PC卡插槽中。软盘是最常见和最经济的存储介质，有些数码相机就使用软盘作为存储介质。直接把软盘从数码相机中取出，插入计算机软盘驱动器即可把图像文件传送到计算机中。