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基于Super CCD的感光二極管對(duì)光線的吸收

lhl545545 ? 來源:硬核拆解 電路城 ? 作者:硬核拆解 電路城 ? 2021-05-01 09:59 ? 次閱讀
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240萬像素SuperCCD,最高分辨率2400x1600,光學(xué)變焦,3.75倍數(shù)字變焦,USB、MP3播放功能,1.5寸TFT,捆綁16MB SM,重約160克

數(shù)碼相機(jī)的外觀:

先從構(gòu)造上說起,普通的ccd里面的成像單元都是長方形的,而且排列的方式是矩形排列,而superccd是8邊形的構(gòu)造,在有效感光面積上來說superccd要占優(yōu)勢(shì),而且superccd的排列方式是蜂窩狀排列,能夠更有效的利用空間,使得整體感光度方面(感光度就是在同面積上ccd對(duì)光線吸收的多少,也可以說是對(duì)光線的利用效率),superccd要比普通的ccd要高,這也是為什么早期superccd的iso起點(diǎn)一般都為iso200的原因。

數(shù)碼相機(jī)拆解:

Super CCD是由富士公司獨(dú)家推出的,它并沒有采用常規(guī)正方形二極管,而是使用了一種八邊形的二極管,像素是以蜂窩狀形式排列,并且單位像素的面積要比傳統(tǒng)的CCD大。將像素旋轉(zhuǎn)45度排列的結(jié)果是可以縮小對(duì)圖像拍攝無用的多余空間,光線集中的效率比較高,效率增加之后使感光性、信噪比和動(dòng)態(tài)范圍都有所提高。

富士公司宣稱,Super CCD可以實(shí)現(xiàn)相當(dāng)于ISO 800的高感度,信噪比比以往增加30%左右,顏色的再現(xiàn)也大幅改善,電量消耗減少了許多。富士公司宣稱Super CCD可與多40%像素的傳統(tǒng)CCD的分辨率相媲美,Super CCD打破了以往CCD有效像素小于總像素的金科玉律,可以在240萬像素的Super CCD上輸出430萬像素的畫面來。因此,富士公司和他們的Super CCD一推出即在業(yè)界引起了廣泛的關(guān)注。

在傳統(tǒng)CCD上為了增加分辨率,大多數(shù)數(shù)碼相機(jī)生產(chǎn)廠商對(duì)民用級(jí)產(chǎn)品采取的辦法是不增大CCD尺寸,降低單位像素面積,增加像素密度。我們知道單位像素的面積越小,其感光性能越低,信噪比越低,動(dòng)態(tài)范圍越窄。

因此這種方法不能無限制地增大分辨率。如果不增加CCD面積而一味地提高分辨率,只會(huì)引起圖象質(zhì)量的惡化。但如果在增加CCD像素的同時(shí)想維持現(xiàn)有的圖象質(zhì)量,就必須在至少維持單位像素面積不減小的基礎(chǔ)上增大CCD的總面積。但目前更大尺寸CCD加工制造比較困難,成品率也比較低,因此成本也一直降不下來。

傳統(tǒng)CCD中的每個(gè)像素由一個(gè)二極管、控制信號(hào)路徑和電量傳輸路徑組成。 Super CCD采用蜂窩狀的八 邊二極管,原有的控制信號(hào)路徑被取消了,只需要一個(gè)方向的電量傳輸路徑即可,感光二極管就有更多的空間。 Super CCD在排列結(jié)構(gòu)上比普通CCD要緊密,此外像素的利用率較高,也就是說在同一尺寸下, Super CCD的感光二極管對(duì)光線的吸收程度也比較高,使感光度、信噪比和動(dòng)態(tài)范圍都有所提高。

寫在最后:

那為什么 Super CCD的輸出像素會(huì)比有效像素高呢?由于人眼對(duì)綠色較為敏感的特點(diǎn)(550nm正是黃綠色光),CCD普遍使用G-B-R-G的方式來安排像素矩陣,也就是說用4個(gè)感光點(diǎn)來組成一個(gè)像素點(diǎn),以求達(dá)到更好的效果。而 Super CCD通過改變像素之間的排列關(guān)系,做到了R、G、B像素相當(dāng),在合成像素時(shí)也是以三個(gè)為一組,合成一個(gè)像素。因此 Super CCD像素的利用率較傳統(tǒng)CCD高,生成的像素就多了。
本文綜合整理自硬核拆解 電路城
責(zé)任編輯:pj

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