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數位相機 姓名:吳聖毅 學號:4982C040 目錄 • • • • • 數位相機的起源 數位相機的構造 什麼是CCD與CMOS 儲存媒體 數位相機解像度 數位相機的起源 • 數位相機最早出現在美國，大約20多年前 裝置在衛星上，美國曾利用它通過衛星向 地面傳送照片。後來數位攝影技術轉為民 用並不斷拓展應用範圍，目前在歐美已十 分流行，它是繼掃瞄器之後，成為電腦影 像的新型輸入設備之一，並且已經廣泛的 使用當中。 數位相機的構造 • 數位相機與膠片式照相機的構造在一點上 是一樣的，就是將攝入鏡頭的光記錄在某 一種媒體上。但是，攝入鏡頭的光記錄在 什麼樣的媒體上，卻有本質上的不同。膠 片式照相機的原理是利用膠片使光在感光 劑上感光，發生化學變化。而數位相機的 原理是利用CCD或是CMOS，使光信號轉變 為電信號、記錄在記憶體上。也就是說利 用光電的轉化。PDF created 什麼是CCD與CMOS • CCD（Charge Coupled Device ，電荷耦合元 件〉或CMOS（Complementary MetalOxide Semiconductor，互補式金屬氧化物半 導體〉皆為數位相機中可記錄光線變化的 半導體〈如下圖〉 • ，一般以百萬畫素 〈megapixel〉 為單位。Ｃ ＣＤ上感光元件的表面具有儲存電荷的能力， 並以矩陣的方式排列〈如下圖〉。當其表面 感受到光線時，會將電荷反應在 元件上，整 個ＣＣＤ上的所有感光元件所產生的訊號， 就構成了一個完整的畫面。因此，ＣＣＤ通 常用在數位相機〈Digital Camera〉與掃瞄器 〈Scanner〉上，作為感光的元件。 CCD影像感測器 • CCD感測器的種類，可分為Full Frame、 Frame Transfer (FT)、 Interline Transfer（IT） 3種。 • Full Frame Full Frame是三者中架構最簡單者，由於 整個感測器的都是感光區域，可以用於長時 間，曝光的超高像素影像感測器等特殊用途。 • Frame Transfer（FT） • FT方式採用兩個陣列方塊區域，一是曝光區，另一 是不透明儲存區， FT方式適用於讀取速度需比Full Frame方式更快的高階CCD影像感測器， 原則上， FT方式CCD其每個像素的受光面積較大，所以要提 高感度及飽合輸出電壓較容易，但是會產生藍光感 度較低、 smear高的問題，這是因為採FT方式時， 每個像素的開口率較高所致、一般認為FT方式可以 較IT方式獲得更佳的畫質，對照IT方式CCD必須採用 微鏡頭來提高感度， FT方式CCD卻無此需要，所以 FT方式在高畫素數位相機產品的應用，將會愈來愈 廣。 • Interline Transfer （IT） • IT是目前通用的處理方式， CCD包含多個 直條狀陣列，並由曝光區及儲存區間隔組 成。目前在數位相機、 PC Camera、攝錄影 機上用的CCD感測器，主要是採IT的轉送方 式，因為其資料讀取速度較快，透過採用 微鏡頭，可達到與FT方式CCD相同的實質開 口率。 • 。 CMOS影像感測器 • CMOS影像感測器的應用範圍非常的廣泛， 包括數位相機、 PC Camera、影像電話、第 三代手機系統、視訊會議、智慧型保全系 統、汽車倒車雷達、玩具，以及到工業、 醫療等用途。由於使用層面廣泛，非常有 利於CMOS產品的普及， CMOS不但體積小， 耗電量也只有CCD的1／10，售價也比CCD便 宜1/3，畫質已接近低階解析度的CCD，國 內相關業者已開始採用CMOS替代CCD， 儲存媒體 。傳統的半導體存儲器以晶體管存儲微電荷， 表示 1或0兩種數位信息。這種現像相當於表示水 杯 "空" 和 "滿" 兩種狀態。閃存採用 了多電平技術，不僅能讀出兩種狀態，而且 還能確認裝了"1/3" 還是 "2/3" 杯水 ，即能表示出四種狀態。這就相當於一個信 息單元裡存儲了兩條數據信息，從而使 存儲的信息量比過去增加一倍。閃存技術將 來還可能擴容，使存儲容量倍增。 • 傳統的半導體存儲器以晶體管存儲微電荷， 表示 1或0兩種數位信息。這種現像相當於表示 水杯 "空" 和 "滿" 兩種狀態。閃存採用 了多電平技術，不僅能讀出兩種狀態，而 且還能確認裝了"1/3" 還是 "2/3" 杯水 ，即能表示出四種狀態。這就相當於一個 信息單元裡存儲了兩條數據信息，從而使 存儲的信息量比過去增加一倍。閃存技術 將來還可能擴容，使存儲容量倍增。 • 參考來源: • http://web.chsh.chc.edu.tw/computer/intern et/camera.htm • http://tw.knowledge.yahoo.com/question/qu estion?qid=1405101103976 • http://www.shs.edu.tw/works/essay/2006/04 /2006040711204775.pdf • 數位相機的工作原理與發展現況(陳佶明)