感应器/传感器(Sensors)
新型Foveon感应器
我们眼睛里面的锥形细胞对红、绿、蓝三原色特别敏感,我们识别的其他颜色其实也是通过三原色不同比例的搭配而成的。在传统的胶卷摄影中,彩色胶卷上的化学层就是利用红、绿、蓝三原色的原理工作的。新型的Foveon感应器其实也运用着同样的原理。Foveon感应器有三个感应器层来测量三原色。我们在下图可以看到,把三个颜色的图层结合便能得到一张数码照片,每个象素就像正方形的瓦片一样,铺在传感器上,各个象素颜色不同。作为一种新开发的科技,Foveon感应器现在只应用在Sigma SD9和SD10数码单反上,它仍未能解决对光线敏感度低的缺点。
常用的颜色过滤排列感应器
除了上述的两款数码单反外,所有的数码相机均使用这种颜色过滤排列感应器来测量每个象素接受光线的明亮程度。在以下的图表中,我们可以看到“颜色过滤排列”被置于感应器上部,吸收投射在上面的由三原色组成的光线。每一个象素只负责测量一种主要颜色(红、绿、蓝)之一,而另外两种颜色是根据附近象素的颜色由软件估算出来的。这种做法减低了照片的锐利度和色彩还原真实程度——这就是颜色过滤排列感应器比Foveon感应器落后的地方。然而,随着当今感应器的象素不断提高,锐利度的不足和颜色的失真已经越来越不明显了,不断进步的图片处理系统已经变得更加聪明,照片画质得到了很大的提升。
Active Pixel感应器(CMOS, JFET LBCAST)与CCD感应器比较
好像用一排水桶收集雨水一样,数码感应器由一系列负责收集光子的象素组成。每个象素收集的光子被光电二极管转化为电荷,接着电荷放大为电压,最终被数码转换器转化成二进制数字信号,因此照相机能处理数据并得出数码图像。
电荷耦合器件CCD图像传感器存储的电荷信息,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,整个电路较为复杂,速度较慢。APS经光电转换后直接产生电压信号,信号读取十分简单,还能同时处理各单元的图像信息,速度比CCD快得多。CCD与APS的这种差别就像纯平显示器(CRT)和液晶显示器(LCD)产生图像的差别。
最常见的APS感应器就是互补金属氧化物半导体图像传感器CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)。CMOS感应器开始只应用在低端的照相机上,但随着科技的发展,CMOS已经被越来越多的高端数码相机使用,例如佳能EOS D60和10D。由于CMOS传感器更快、更小、更便宜、兼容性更强的特性,很多生产电脑芯片的工厂都有能力生产CMOS,这将会使CMOS被运用在更广泛的领域。先前提到的Foveon传感器其实也是在CMOS的基础上发展出来的。尼康公司新型的JFET LBCAST传感器同样属于APS类传感器,但它使用与CMOS不同的晶体管JFET(Junction Field Effect Transistor)。
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