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基于Super CCD的感光二極管對光線的吸收

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

240萬像素SuperCCD,最高分辨率2400x1600,光學變焦,3.75倍數字變焦,USB、MP3播放功能,1.5寸TFT,捆綁16MB SM,重約160克

數碼相機的外觀:

先從構造上說起,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邊形的構造,在有效感光面積上來說superccd要占優勢,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對光線吸收的多少,也可以說是對光線的利用效率),superccd要比普通的ccd要高,這也是為什么早期superccd的iso起點一般都為iso200的原因。

數碼相機拆解:

Super CCD是由富士公司獨家推出的,它并沒有采用常規正方形二極管,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的CCD大。將像素旋轉45度排列的結果是可以縮小對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、信噪比和動態范圍都有所提高。

富士公司宣稱,Super CCD可以實現相當于ISO 800的高感度,信噪比比以往增加30%左右,顏色的再現也大幅改善,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一推出即在業界引起了廣泛的關注。

在傳統CCD上為了增加分辨率,大多數數碼相機生產廠商對民用級產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,動態范圍越窄。

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,只會引起圖象質量的惡化。但如果在增加CCD像素的同時想維持現有的圖象質量,就必須在至少維持單位像素面積不減小的基礎上增大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CCD中的每個像素由一個二極管、控制信號路徑和電量傳輸路徑組成。 Super CCD采用蜂窩狀的八 邊二極管,原有的控制信號路徑被取消了,只需要一個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在排列結構上比普通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的感光二極管對光線的吸收程度也比較高,使感光度、信噪比和動態范圍都有所提高。

寫在最后:

那為什么 Super CCD的輸出像素會比有效像素高呢?由于人眼對綠色較為敏感的特點(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個感光點來組成一個像素點,以求達到更好的效果。而 Super CCD通過改變像素之間的排列關系,做到了R、G、B像素相當,在合成像素時也是以三個為一組,合成一個像素。因此 Super CCD像素的利用率較傳統CCD高,生成的像素就多了。
本文綜合整理自硬核拆解 電路城
責任編輯:pj

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