2023年12月11日发(作者：厚春柏)

相机的卖点

一、光学变焦跟数码变焦的区别？

1、光学变焦

是依靠光学镜头结构来实现变焦，变焦方式与35mm相机差不多，就是通过摄像头的镜片移动来放大与缩小需要拍摄的景物，光学变焦倍数越大，能拍摄的景物就越远。如今的数码相机的光学变焦倍数大多在2倍-5倍之间，也有一些码相机拥有10倍的光学变焦效果。家用摄录机的光学变焦倍数在10倍~22 倍，能比较清楚的拍到70米外的东西。使用增倍镜能够增大摄录机的光学变焦倍数。

2、数码变焦

即digital zoom，实际上是画面的电子放大，把原来ccd影像感应器上的一部份像素使用"插值"处理手段做放大,将ccd影像感应器上的像素用插值算法将画面放大到整个画面。通过数码变焦，拍摄的景物放大了，但它的清晰度会有一定程度的下降，有点像vcd或dvd中的zoom功能,所以数码变焦并没有太大的实际意义。目前数码相机的数码变焦一般在6倍左右，摄像机的数码变焦在44倍-600倍左右，实际使用中有40倍就足够了。如果变焦倍数不够，我们可以在镜头 前加一增倍镜。如果拍摄的视角小，可以相应的加一广角镜。

总结：

简单的说光学变焦是通过物理玻璃或者塑料或者其他材料的镜片组合和调整各个镜片间的距离来实现对成像物体的放大或者还原。镜片的数目越多，当然就越复杂，也就越昂贵，另一方面可能会引起对最终的成像质量有所影响；镜头的镜片越大通光量也就越大,对环境的适应性就越好；此外镜片的材质，工艺，镀膜类型直接影响成像质量等等。

而数码变焦技术，是随着数码相机而衍生出的产物，它是通过对数码照片数码影像等素材再加工的一种技术。它可通过相机自身内置的程序或者通过第三方软件来实现的。它是廉价的，可以说是可以无限升级的一种技术。

这样你就知道了，光学变焦和数码变焦的主要区别：前者的特点是，通过物理设备来实现，一次性决定成像质量，价格昂贵，需要精心呵护，专业，而后者是，一种技术，可无限升级的技术，对消费这来说（特别是中国消费者）免费，随处可down，越来越“傻瓜”。

另外就现在的数码变焦技术而言，相对光学变焦，数码变焦如同掩耳盗铃，使用起来和各大数码设备制造商的宣传相距深远，当然也不能说一无是处。

此外就DVD光盘规格而言DVD-R现对价格更低廉，一张质量可以的价格不会超过5元，应该是这样的。

二、光学防抖和电子防抖的区别是什么？

1、光学防抖

作为光学防抖技术，并不是让机身不抖动，它是依靠特殊的镜头或者CCD感光元件的结构在最大程度的降低操作者在使用过程中由于抖动造成影像不稳定。通过镜头组实现防抖它们依靠磁力包裹悬浮镜头，从而有效克服因相机振动产生的图像模糊，这对于大变焦镜头的数码相机所能起到的效果更加明显。

通常，镜头内的陀螺仪侦测到微小的移动，并且会将信号传至微处理器立即计算需要补偿的位移量，然后通过补偿镜片组，根据镜头的抖动方向及位移量加以补偿，从而有效的克服因相机的振动产生的影像模糊。

光学防抖功能的效果是相当明显的，一般情况下，开启该功能可以提高2－3档快门速度，使手持拍摄不会产生模糊不清的现象，对于初学者来说效果非常明显，另外在长焦型数码相机中，效果也是立竿见影的。

2、 电子防抖

电子防抖，是针对CCD上的图像进行分析，然后利用边缘图像进行补偿，就像光学变焦和数字变焦一样，它只是对采集到的数据进行后期处理，治标不治本，并没有什么实际作用，相反，对于画质有一定程度的破坏。目前市场上有卡西欧和富士采用的是电子防抖技术。消费者在选择的时候，追求防抖功能的话，一定要看清楚到底是光学，还是电子，如果是电子的话，可以考虑放弃。

效果的话自然是光学防抖好，电子防抖处理出来的照片会有噪点或者失真等等问题，

三、图像传感器

图像传感器是组成数字摄像头的重要组成部分，根据元件不同分为CCD（Charge Coupled Device，电荷耦合元件）和CMOS（Complementary Metal-Oxide Semiconductor，金属氧化物半导体元件）。

CCD是应用在摄影摄像方面的高端技术元件，CMOS则应用于较低影像品质的产品中，它的优点是制造成本较CCD更低，功耗也低得多，这也是市场很多采用USB接口的产品无须外接电源且价格便宜的原因。尽管在技术上有较大的不同，但CCD和CMOS两者性能差距不是很大，只是CMOS摄像头对光源的要求要高一些，但现在该问题已经基本得到解决。目前CCD元件的尺寸多为1/3英寸或者1/4英寸，在相同的分辨率下，宜选择元件尺寸较大的为好。

图像传感器属于光电产业里的光电元件类，随着数码技术、半导体制造技术以及网络的迅速发展，目前市场和业界都面临着跨越各平台的视讯、影音、通讯大整合时代的到来，勾划着未来人类的日常生活的美景。以其在日常生活中的应用，无疑要属数码相机产品，其发展速度可以用日新月异来形容。短短的几年，数码相机就由几十万像素，发展到４００、５００万像素甚至更高。不仅在发达的欧美国家，数码相机已经占有很大的市场，就是在发展中的中国，数码相机的市场也在以惊人的速度在增长，因此，其关键零部件——图像传感器产品就成为当前以及未来业界关注的对象，吸引着众多厂商投入。以产品类别区分，图像传感器产品主要分为ＣＣＤ、ＣＭＯＳ以及ＣＩＳ传感器三种。本文将主要简介ＣＣＤ以及ＣＭＯＳ传感器的技术和产业发展现状。

一、ＣＣＤ图像传感器

ＣＣＤ（Charged Coupled Device）于１９６９年在贝尔试验室研制成功，之后由日商等公司开始量产，其发展历程已经将近３０多年，从初期的１０多万像素已经发展至目前主流应用的５００万像素。ＣＣＤ又可分为线型（Linear）与面型（Area）两种，其中线型应用于影像扫瞄器及传真机上，而面型主要应用于数码相机（DSC）、摄录影机、监视摄影机等多项影像输入产品上。

一般认为，ＣＣＤ传感器有以下优点：

1. 高解析度（High Resolution）：像点的大小为μm级，可感测及识别精细物体，提高影像品质。从早期1寸、1/2寸、2/3寸、1/4寸到最近推出的1/9寸，像素数目从初期的10多万增加到现在的400～500万像素；

2. 低杂讯（Low Noise）高敏感度：ＣＣＤ具有很低的读出杂讯和暗电流杂讯，因此提高了信噪比（SNR），同时又具高敏感度，很低光度的入射光也能侦测到，其讯号不会被掩盖，使ＣＣＤ的应用较不受天候拘束；

3. 动态范围广（High Dynamic Range）：同时侦测及分办强光和弱光，提高系统环境的使用范围，不因亮度差异大而造成信号反差现象。

4. 良好的线性特性曲线（Linearity）：入射光源强度和输出讯号大小成良好的正比关系，物体资讯不致损失，降低信号补偿处理成本；

高光子转换效率（High Quantum Efficiency ）：很微弱的入射光照射都能被记录下来，若配合影像增强管及投光器，即使在暗夜远处的景物仍然还可以侦测得到；

5. 大面积感光（Large Field of View）：利用半导体技术已可制造大面积的ＣＣＤD晶片，目前与传统底片尺寸相当的35mm的ＣＣＤ已经开始应用在数码相机中，成为取代专业有利光学相机的关键元件；

光谱响应广（Broad Spectral Response）：能检测很宽波长范围的光，增加系统使用弹性，扩大系统应用领域；

6. 低影像失真（Low Image Distortion）：使用CCD感测器，其影像处理不会有失真的情形，使原物体资讯忠实地反应出来；

7. 体积小、重量轻：CCD具备体积小且重量轻的特性，因此，可容易地装置在人造卫星及各式导航系统上；

8. 低秏电力，不受强电磁场影响；

9. 电荷传输效率佳：该效率系数影响信噪比、解像率，若电荷传输效率不佳，影像将变较模糊；

10. 可大批量生产，品质稳定，坚固，不易老化，使用方便及保养容易。

根据In-Stat在２００１时对全球图像传感器的研究报告中指出，ＣＣＤ产业前七大厂商皆为日系厂商，占了全球９８.５％的市场份额，在技术发展方面，目前较有特色的主要厂商应为索尼、飞利普和柯达公司。

飞利普公司在ＣＣＤ产品方面的优势为，具有业界最大尺寸的ＣＣＤ传感器，在数码相机的应用中，其３５mm尺寸的ＣＣＤ已经应用在“Contax”的数码相机中，成为专业数码相机的代言人。其次该公司还具有独特的“Frame-Transfer CCD”（面扫描）技术，该产品在应用中，可实现每秒３０-６０幅的速率。这是真正视频信号的速度。

柯达的ＣＣＤ采用了广受好评的ＩＴＯ ＣＣＤ（氧化铟锡）技术，而不是传统的聚硅化合物。其特点是敏锐度更高，透光性比一般ＣＣＤ提高了２０％，对于一般ＣＣＤ感应较弱的蓝光以及抗杂讯干扰方面有突破性的改善，其对蓝光感应能力提高了２.５倍，同时大幅降低了杂讯干扰，使影像更强锐利、色彩更加准确，为专业数码摄影提供了高解析度、锐利度的影像。

传统ＣＣＤ使用的是矩形的感光单元，而富士公司２年前研制的“ＳｕｐｅｒＣＣＤ（超级蜂窝结构）使用的是八边形的感光单元，使用了蜂巢的八边形结构，因此其感光单元面积要高于传统ＣＣＤ。这样会获得三个好处，一是可以提高ＣＣＤ的感光度、二是提高动态范围、三是提高了信噪比。这三个优点加上ＳｕｐｅｒＣＣＤ更高的生成像素成为富士公司在数码相机产品上的最大卖点。

（2）ＣＭＯＳ图像传感器

ＣＭＯＳ图像传感器于８０年代发明以来，由于当时ＣＭＯＳ工艺制程的技术不高，以致于传感器在应用中的杂讯较大，商品化进程一直较慢。时至今日，ＣＭＯＳ传感器的应用范围也开始非常的广泛，包括数码相机 、PC Camera、影像电话、第三代手机、视讯会议、智能型保全系统、汽车倒车雷达、玩具，以及工业、医疗等用途。在低档产品方面，其画质质量已接近低档ＣＣＤ的解析度，相关业者希望用ＣＭＯＳ器件取代ＣＣＤ的努力正在逐渐明朗。ＣＭＯＳ传感器有可细分为：被动式像素传感 器ＣＭＯＳ（Passive Pixel Sensor CMOS）与主动式像素传感器ＣＭＯＳ（Active Pixel Sensor CMOS）。

与ＣＣＤ相比，ＣＭＯＳ具有体积小，耗电量不到ＣＣＤ的1/10，售价也比ＣＣＤ便宜1/3的优点。

与ＣＣＤ产品相比，ＣＭＯＳ是标准工艺制程，可利用现有的半导体设备，不需额外的投资设备，且品质可随著半导体技术的提升而进步。同时，全球晶圆厂的ＣＭＯＳ生产线较多，日后量产时也有利于成本的降低。另外，ＣＭＯＳ传感器的最大优势，是它具有高度系统整合的条件。理论上，所有图像传感器所需的功能，例如垂直位移、水平位移暂存器、时序控制、CDS、ADC…等，都可放在集成在一颗晶片上，甚至于所有的晶片包括后端晶片（Back-end Chip）、快闪记忆体（Flash RAM）等也可整合成单晶片（SYSTEM-ON-CHIP），以达到降低整机生产成本的目的。

正因为此，目前投入研发、生产的厂商较多，美国有３０多家，欧洲７家，日本约８家，韩国１家，台湾有８家。而居全球翘楚地位的厂商是Agilent(HP)，其市场占有率５１％、ＳＴ(VLSI Vision)占１６％、Omni Vision占１３％、现代占８％、Photobit约占５％，这五家合计市占率达９３％。

根据In-Stat统计资料显示，ＣＭＯＳ传感器的全球销售额到２００４年可望突破18亿美元，ＣＭＯＳ将以６２％的年复合成长率快速成长，逐步侵占ＣＣＤ器件的应用领域。特别是在去 年快速发展的手机应用领域中，以ＣＭＯＳ图像传感器为主的摄相模块将占领其80％以上的应用市场。

在业界，与ＣＣＤ传感器不同另一点是ＣＭＯＳ目前占据市场主要地位的是北美厂商，前三大厂商为Agilent、OmniVision和Photobit。因此图像传感器业界的技术、产业竞争，实质上是日本和北美双雄争霸的局面。

ＣＭＯＳ图像传感器属于新兴产品市场，其市场占有率变化不如成熟产业那般恒常不变，例如在１９９９年时，ＣＭＯＳ市场中，按照出货比例排名依序为Agilent、OmniVision、STM和Hyundai，其市场占有率分别为２４％、２２％、１４％和１４％，其中ＳＴＭ是欧洲厂商，Ｈｙｕｎｄａｉ是韩国厂商；但只经过一年后的市场竞争，Agilent和OmniVision出货排名顺序仍然分居一、二，且市场占有率分别提升到３７.７％和３０.８％，而STM落居第四，市场占有率大幅滑落至４.８％，至于Ｈｙｕｎｄａｉ更是大幅衰退只剩２.１％的市场占有率，值得一提的是Ｐｈｏｔｏｂｉ在２０００年度的大幅成长，全球市场占有率快速成长至１３.７％，排名全球第三。这三家厂商出货量就占全球出货量的８２.２％。从中可以分析，这个产业的厂商集中度相当密集，所以观察上述三家厂商的近期动态和发展，可看出许产业和技术未来发展方向。

Agilent主要的产品为第二代的CIF（352*288）HDCS-1020和第二代的VGA（640*480）HDCS-2020，主要应用在数码相机 、行动电话、PDA、PC Camera等新兴的资讯家电产品之中，此外Agilent在2000年另一成功策略是和Logitech与Microsoft这两家公司策略联盟，打入了光学鼠标产品领域，但是这是非常低阶的CMOS产品，而且不是为了捕捉影像 ，所以在做影像感测器的全球统计时并未将此数量一并加入，但是此举可看出Agilent以ＣＭＯＳ技术为基础进军光学元件的规划意图。

OmniVision它主要的产品包括︰CIF（352 x 288）、VGA（640 x 480）、SVGA（800 x 600）和SXGA（1280 x 1024）。目前Omnivision开发的130万像素等级的ＣＭＯＳ图像传感器正在被业界大量应用在数码相机中。业界一般认为，百万像素为使用ＣＭＯＳ和ＣＣＤ的分水岭，ＣＭＯＳ成功跨进这一市场，足以说明ＣＭＯＳ技术发展对市场的渗透度，未来可能将取代ＣＣＤ成为中低档影像产品的不留应用。Omnivision在2001年5月开发的CIF(352 x 288)等级的ＣＭＯＳ传感器，其特色为低秏电，目标市场定位在移动电话上，其产品发展策略和各大研究调查机构不谋而合，目前在移动电话市场上，ＣＭＯＳ模组的摄相模块已经成为移动通讯应用的最大量产品。

Photobit在2000年获得较大成功。2001年Photobit率先研发出PB-0330产品型号的ＣＭＯＳ图像传感器，此产品特色具备单一晶片逻辑转数位的变频器，它是第二代1/4寸的VGA（640

x 480），同时也推出PB-0111产品型号的ＣＭＯＳ影像感测器，是第二代1/5寸的CIF（352 x 288）。Photobit推出这两种产品 主要针对数码相机和PC Camera这些近年来蓬勃发展的数位化产品，和OmniVision CIF（352 x 288）定位在行动电话市场上有所区隔，其推出CIF（352 x 288）和VGA（640 x 480）这两种不同解析程度的影像感测器，行销范围意图含盖低阶和中高阶市场。

去年业界发展了ＣＭＯＳ图像传感器新技术--Ｃ３Ｄ。Ｃ３Ｄ技术的最大特点就是像素反应的均一性。Ｃ３Ｄ技术重新定义了成像器的性能（即把系统的整体性能包括在内）并提高了ＣＭＯＳ图像传感器在均一性和暗电流方面的标准性能。

今年初，美国Foveon公司公开展示了其最新发展的Foveon X3技术，立即引起业界的高度关注。Foveon X3是全球第一款可以在一个像素上捕捉全部色彩的图像传感器阵列。传统的光电耦合器件只能感应光线强度，不能感应色彩信息，需要通过滤色镜来感应色彩信息，我们称之为Bayer滤镜。而Foveon X3在一个像素上通过不同的深度来感应色彩，最表面一层感应蓝色、第二层可以感应绿色，第三层感应红色。它是根据硅对不同波长光线的吸收效应来达到一个像素感应全部色彩信息，目前已经有了使用这种技术的ＣＭＯＳ图像传感器，其应用产品是“Sigma

SD9”数码相机。

这项革新技术可以提供更加锐利的图像，更好的色彩，比起以前的图像传感器，X3是第一款通过内置硅光电传感器来检测色彩的。Foveon X3的技术对于传统半导体感光技术来说有很大的 突破，也有颠覆传统技术的效果，相信Foveon X3会有很好的前景。

在高分辨率像素产品方面，日前台湾锐视科技已领先业界批量推出了210万像素的ＣＭＯＳ图像传感器，而且已有美商与台湾的光学镜头厂合作，将在第三季推出此款ＣＭＯＳ传感器结合镜头的模组，ＣＭＯＳ应用已经开始在２００万像素数码相机产品中应用。

3、结论

从产品的技术发展趋势看，无论是ＣＣＤ还是ＣＭＯＳ，其体积小型化及高像素化仍是业界积极研发的目标。因为像素大则图像产品的分辨率越高，清晰度越好，体积越小，其应用面更广泛。

四、光圈

1、光圈是一个用来控制光线透过镜头，进入机身内感光面的光量的装置，它通常是在镜头内。表达光圈大小我们是用f值。对于已经制造好的镜头，我们不可能随意改变镜头的直径，但是我们可以通过在镜头内部加入多边形或者圆型，并且面积可变的孔状光栅来达到控制镜头通光量，这个装置就叫做光圈。

光圈f值=镜头的焦距/镜头口径的直径

从以上的公式可知要达到相同的光圈f值，长焦距镜头的口径要比短焦距镜头的口径大。完整的光圈值系列如下：

f1，f1.4，f2，f2.8，f4，f5.6，f8，f11，f16，f22，f32，f44，f64

这里值得一提的是光圈 f 值愈小，在同一单位时间内的进光量便愈多，而且上一级的进光量刚好是下一级的两倍，例如光圈从 f8 调整到 f5.6，进光量便多一倍，我们也说光圈开大了一级。对于消费型数码相机而言，光圈 f 值常常介于 f2.8 - f16。此外许多数码相机在调整光圈时，可以做 1/3 级的调整。

光圈英文名称为Aperture，光圈是一个用来控制光线透过镜头，进入机身内感光面的光量的装置，也是相机一个极其重要的指标参数，它通常是在镜头内。它的大小决定着通过镜头进入感光元件的光线的多少。表达光圈大小我们是用F值。

光圈的 F值 = 镜头的焦距 / 镜头口径的直径

从以上的公式可知，要达到相同的光圈F值，长焦距镜头的口径要比短焦距镜头的口径大。

光圈及快门优先

进阶以上的数码相机除了提供全自动（Auto）模式，通常还会有光圈优先（Aperture Priority）、快门优先（Shutter Priority）两种选项，让你在某些场合可以先决定某光圈值或某快门值，然后分别搭配适合的快门或光圈，以呈现画面不同的景深（锐利度）或效果。

光圈先决曝光模式

由我们先自行决定光圈f值后，相机测光系统依当时光线的情形，自动选择适当的快门速度（可为精确无段式的快门速度）以配合。设有曝光模式转盘的数码相机，通常都会在转盘上刻上“ A ”代表光圈先决模式。光圈先决模式适合于重视景深效果的摄影。

由于数码相机的焦距比传统相机的焦距短很多，使镜头的口径开度小，故很难产生较窄的景深。有部份数码相机会有一特别的人像曝光模式，利用内置程序令前景及后景模糊。

光圈大小

2、 光圈大小

F后面的数值越小，光圈越大。光圈的作用在于决定镜头的进光量，光圈越大，进光量越多；反之，则越小。简单的说就是，在快门不变的情况下，光圈越大，进光量越多，画面比较亮；光圈越小，画面比较暗。

五、镜头

真正极品——徕卡镜头

徕卡也是一家来自德国的、具有悠久历史的光学仪器生产厂商，其产品在世界相机的名声一点也不比所述的各个品牌逊色，同样有“极品”之称。在数码相机领域，徕卡最突出的成就便是为松下LUMIX系列数码相机设计生产镜头并取得成功。同时，徕卡旗下惟一一款数码相机DIGILUX 1也使用了徕卡镜头。

卡尔·蔡司镜头

卡尔·蔡司镜头是来自德国的品牌，是目前为数不多的非日系厂商。卡尔·蔡司是一家历史相当悠久的光学仪器厂商，其出品的镜头在传统相机领域向来都是“高贵”的代名词，许多色友以拥有卡尔·蔡司镜头为荣。索尼公司在自己的部分数码相机上使用了卡尔·蔡司镜头并以此为卖点。须要注意的，索尼公司一般在自己的高端数码相机上使用了卡尔·蔡司镜头，而中低端产品上则使用普通的索尼镜头。

历史悠久——施耐德镜头

德国Schneider(施耐德)公司具有很长的生产大幅镜头的历史，以大幅镜头种类多而优质闻名于世。目前具有多个系列数十款镜头，网罗焦距38毫米的超广角至800毫米超望远镜头。 Schneider Kreuznach施耐德克鲁茨纳奇是世界著名光学镜头和液压伺服元件的专业生产厂家,在业界享有盛誉,生产的产品有:各类光学镜头(摄像机,CCD,照相机),液压伺服元件等，广泛地应用于各行各业。

2023年12月11日发(作者：厚春柏)

相机的卖点

一、光学变焦跟数码变焦的区别？

1、光学变焦

是依靠光学镜头结构来实现变焦，变焦方式与35mm相机差不多，就是通过摄像头的镜片移动来放大与缩小需要拍摄的景物，光学变焦倍数越大，能拍摄的景物就越远。如今的数码相机的光学变焦倍数大多在2倍-5倍之间，也有一些码相机拥有10倍的光学变焦效果。家用摄录机的光学变焦倍数在10倍~22 倍，能比较清楚的拍到70米外的东西。使用增倍镜能够增大摄录机的光学变焦倍数。

2、数码变焦

即digital zoom，实际上是画面的电子放大，把原来ccd影像感应器上的一部份像素使用"插值"处理手段做放大,将ccd影像感应器上的像素用插值算法将画面放大到整个画面。通过数码变焦，拍摄的景物放大了，但它的清晰度会有一定程度的下降，有点像vcd或dvd中的zoom功能,所以数码变焦并没有太大的实际意义。目前数码相机的数码变焦一般在6倍左右，摄像机的数码变焦在44倍-600倍左右，实际使用中有40倍就足够了。如果变焦倍数不够，我们可以在镜头 前加一增倍镜。如果拍摄的视角小，可以相应的加一广角镜。

总结：

简单的说光学变焦是通过物理玻璃或者塑料或者其他材料的镜片组合和调整各个镜片间的距离来实现对成像物体的放大或者还原。镜片的数目越多，当然就越复杂，也就越昂贵，另一方面可能会引起对最终的成像质量有所影响；镜头的镜片越大通光量也就越大,对环境的适应性就越好；此外镜片的材质，工艺，镀膜类型直接影响成像质量等等。

而数码变焦技术，是随着数码相机而衍生出的产物，它是通过对数码照片数码影像等素材再加工的一种技术。它可通过相机自身内置的程序或者通过第三方软件来实现的。它是廉价的，可以说是可以无限升级的一种技术。

这样你就知道了，光学变焦和数码变焦的主要区别：前者的特点是，通过物理设备来实现，一次性决定成像质量，价格昂贵，需要精心呵护，专业，而后者是，一种技术，可无限升级的技术，对消费这来说（特别是中国消费者）免费，随处可down，越来越“傻瓜”。

另外就现在的数码变焦技术而言，相对光学变焦，数码变焦如同掩耳盗铃，使用起来和各大数码设备制造商的宣传相距深远，当然也不能说一无是处。

此外就DVD光盘规格而言DVD-R现对价格更低廉，一张质量可以的价格不会超过5元，应该是这样的。

二、光学防抖和电子防抖的区别是什么？

1、光学防抖

作为光学防抖技术，并不是让机身不抖动，它是依靠特殊的镜头或者CCD感光元件的结构在最大程度的降低操作者在使用过程中由于抖动造成影像不稳定。通过镜头组实现防抖它们依靠磁力包裹悬浮镜头，从而有效克服因相机振动产生的图像模糊，这对于大变焦镜头的数码相机所能起到的效果更加明显。

通常，镜头内的陀螺仪侦测到微小的移动，并且会将信号传至微处理器立即计算需要补偿的位移量，然后通过补偿镜片组，根据镜头的抖动方向及位移量加以补偿，从而有效的克服因相机的振动产生的影像模糊。

光学防抖功能的效果是相当明显的，一般情况下，开启该功能可以提高2－3档快门速度，使手持拍摄不会产生模糊不清的现象，对于初学者来说效果非常明显，另外在长焦型数码相机中，效果也是立竿见影的。

2、 电子防抖

电子防抖，是针对CCD上的图像进行分析，然后利用边缘图像进行补偿，就像光学变焦和数字变焦一样，它只是对采集到的数据进行后期处理，治标不治本，并没有什么实际作用，相反，对于画质有一定程度的破坏。目前市场上有卡西欧和富士采用的是电子防抖技术。消费者在选择的时候，追求防抖功能的话，一定要看清楚到底是光学，还是电子，如果是电子的话，可以考虑放弃。

效果的话自然是光学防抖好，电子防抖处理出来的照片会有噪点或者失真等等问题，

三、图像传感器

图像传感器是组成数字摄像头的重要组成部分，根据元件不同分为CCD（Charge Coupled Device，电荷耦合元件）和CMOS（Complementary Metal-Oxide Semiconductor，金属氧化物半导体元件）。

CCD是应用在摄影摄像方面的高端技术元件，CMOS则应用于较低影像品质的产品中，它的优点是制造成本较CCD更低，功耗也低得多，这也是市场很多采用USB接口的产品无须外接电源且价格便宜的原因。尽管在技术上有较大的不同，但CCD和CMOS两者性能差距不是很大，只是CMOS摄像头对光源的要求要高一些，但现在该问题已经基本得到解决。目前CCD元件的尺寸多为1/3英寸或者1/4英寸，在相同的分辨率下，宜选择元件尺寸较大的为好。

图像传感器属于光电产业里的光电元件类，随着数码技术、半导体制造技术以及网络的迅速发展，目前市场和业界都面临着跨越各平台的视讯、影音、通讯大整合时代的到来，勾划着未来人类的日常生活的美景。以其在日常生活中的应用，无疑要属数码相机产品，其发展速度可以用日新月异来形容。短短的几年，数码相机就由几十万像素，发展到４００、５００万像素甚至更高。不仅在发达的欧美国家，数码相机已经占有很大的市场，就是在发展中的中国，数码相机的市场也在以惊人的速度在增长，因此，其关键零部件——图像传感器产品就成为当前以及未来业界关注的对象，吸引着众多厂商投入。以产品类别区分，图像传感器产品主要分为ＣＣＤ、ＣＭＯＳ以及ＣＩＳ传感器三种。本文将主要简介ＣＣＤ以及ＣＭＯＳ传感器的技术和产业发展现状。

一、ＣＣＤ图像传感器

ＣＣＤ（Charged Coupled Device）于１９６９年在贝尔试验室研制成功，之后由日商等公司开始量产，其发展历程已经将近３０多年，从初期的１０多万像素已经发展至目前主流应用的５００万像素。ＣＣＤ又可分为线型（Linear）与面型（Area）两种，其中线型应用于影像扫瞄器及传真机上，而面型主要应用于数码相机（DSC）、摄录影机、监视摄影机等多项影像输入产品上。

一般认为，ＣＣＤ传感器有以下优点：

1. 高解析度（High Resolution）：像点的大小为μm级，可感测及识别精细物体，提高影像品质。从早期1寸、1/2寸、2/3寸、1/4寸到最近推出的1/9寸，像素数目从初期的10多万增加到现在的400～500万像素；

2. 低杂讯（Low Noise）高敏感度：ＣＣＤ具有很低的读出杂讯和暗电流杂讯，因此提高了信噪比（SNR），同时又具高敏感度，很低光度的入射光也能侦测到，其讯号不会被掩盖，使ＣＣＤ的应用较不受天候拘束；

3. 动态范围广（High Dynamic Range）：同时侦测及分办强光和弱光，提高系统环境的使用范围，不因亮度差异大而造成信号反差现象。

4. 良好的线性特性曲线（Linearity）：入射光源强度和输出讯号大小成良好的正比关系，物体资讯不致损失，降低信号补偿处理成本；

高光子转换效率（High Quantum Efficiency ）：很微弱的入射光照射都能被记录下来，若配合影像增强管及投光器，即使在暗夜远处的景物仍然还可以侦测得到；

5. 大面积感光（Large Field of View）：利用半导体技术已可制造大面积的ＣＣＤD晶片，目前与传统底片尺寸相当的35mm的ＣＣＤ已经开始应用在数码相机中，成为取代专业有利光学相机的关键元件；

光谱响应广（Broad Spectral Response）：能检测很宽波长范围的光，增加系统使用弹性，扩大系统应用领域；

6. 低影像失真（Low Image Distortion）：使用CCD感测器，其影像处理不会有失真的情形，使原物体资讯忠实地反应出来；

7. 体积小、重量轻：CCD具备体积小且重量轻的特性，因此，可容易地装置在人造卫星及各式导航系统上；

8. 低秏电力，不受强电磁场影响；

9. 电荷传输效率佳：该效率系数影响信噪比、解像率，若电荷传输效率不佳，影像将变较模糊；

10. 可大批量生产，品质稳定，坚固，不易老化，使用方便及保养容易。

根据In-Stat在２００１时对全球图像传感器的研究报告中指出，ＣＣＤ产业前七大厂商皆为日系厂商，占了全球９８.５％的市场份额，在技术发展方面，目前较有特色的主要厂商应为索尼、飞利普和柯达公司。

飞利普公司在ＣＣＤ产品方面的优势为，具有业界最大尺寸的ＣＣＤ传感器，在数码相机的应用中，其３５mm尺寸的ＣＣＤ已经应用在“Contax”的数码相机中，成为专业数码相机的代言人。其次该公司还具有独特的“Frame-Transfer CCD”（面扫描）技术，该产品在应用中，可实现每秒３０-６０幅的速率。这是真正视频信号的速度。

柯达的ＣＣＤ采用了广受好评的ＩＴＯ ＣＣＤ（氧化铟锡）技术，而不是传统的聚硅化合物。其特点是敏锐度更高，透光性比一般ＣＣＤ提高了２０％，对于一般ＣＣＤ感应较弱的蓝光以及抗杂讯干扰方面有突破性的改善，其对蓝光感应能力提高了２.５倍，同时大幅降低了杂讯干扰，使影像更强锐利、色彩更加准确，为专业数码摄影提供了高解析度、锐利度的影像。

传统ＣＣＤ使用的是矩形的感光单元，而富士公司２年前研制的“ＳｕｐｅｒＣＣＤ（超级蜂窝结构）使用的是八边形的感光单元，使用了蜂巢的八边形结构，因此其感光单元面积要高于传统ＣＣＤ。这样会获得三个好处，一是可以提高ＣＣＤ的感光度、二是提高动态范围、三是提高了信噪比。这三个优点加上ＳｕｐｅｒＣＣＤ更高的生成像素成为富士公司在数码相机产品上的最大卖点。

（2）ＣＭＯＳ图像传感器

ＣＭＯＳ图像传感器于８０年代发明以来，由于当时ＣＭＯＳ工艺制程的技术不高，以致于传感器在应用中的杂讯较大，商品化进程一直较慢。时至今日，ＣＭＯＳ传感器的应用范围也开始非常的广泛，包括数码相机 、PC Camera、影像电话、第三代手机、视讯会议、智能型保全系统、汽车倒车雷达、玩具，以及工业、医疗等用途。在低档产品方面，其画质质量已接近低档ＣＣＤ的解析度，相关业者希望用ＣＭＯＳ器件取代ＣＣＤ的努力正在逐渐明朗。ＣＭＯＳ传感器有可细分为：被动式像素传感 器ＣＭＯＳ（Passive Pixel Sensor CMOS）与主动式像素传感器ＣＭＯＳ（Active Pixel Sensor CMOS）。

与ＣＣＤ相比，ＣＭＯＳ具有体积小，耗电量不到ＣＣＤ的1/10，售价也比ＣＣＤ便宜1/3的优点。

与ＣＣＤ产品相比，ＣＭＯＳ是标准工艺制程，可利用现有的半导体设备，不需额外的投资设备，且品质可随著半导体技术的提升而进步。同时，全球晶圆厂的ＣＭＯＳ生产线较多，日后量产时也有利于成本的降低。另外，ＣＭＯＳ传感器的最大优势，是它具有高度系统整合的条件。理论上，所有图像传感器所需的功能，例如垂直位移、水平位移暂存器、时序控制、CDS、ADC…等，都可放在集成在一颗晶片上，甚至于所有的晶片包括后端晶片（Back-end Chip）、快闪记忆体（Flash RAM）等也可整合成单晶片（SYSTEM-ON-CHIP），以达到降低整机生产成本的目的。

正因为此，目前投入研发、生产的厂商较多，美国有３０多家，欧洲７家，日本约８家，韩国１家，台湾有８家。而居全球翘楚地位的厂商是Agilent(HP)，其市场占有率５１％、ＳＴ(VLSI Vision)占１６％、Omni Vision占１３％、现代占８％、Photobit约占５％，这五家合计市占率达９３％。

根据In-Stat统计资料显示，ＣＭＯＳ传感器的全球销售额到２００４年可望突破18亿美元，ＣＭＯＳ将以６２％的年复合成长率快速成长，逐步侵占ＣＣＤ器件的应用领域。特别是在去 年快速发展的手机应用领域中，以ＣＭＯＳ图像传感器为主的摄相模块将占领其80％以上的应用市场。

在业界，与ＣＣＤ传感器不同另一点是ＣＭＯＳ目前占据市场主要地位的是北美厂商，前三大厂商为Agilent、OmniVision和Photobit。因此图像传感器业界的技术、产业竞争，实质上是日本和北美双雄争霸的局面。

ＣＭＯＳ图像传感器属于新兴产品市场，其市场占有率变化不如成熟产业那般恒常不变，例如在１９９９年时，ＣＭＯＳ市场中，按照出货比例排名依序为Agilent、OmniVision、STM和Hyundai，其市场占有率分别为２４％、２２％、１４％和１４％，其中ＳＴＭ是欧洲厂商，Ｈｙｕｎｄａｉ是韩国厂商；但只经过一年后的市场竞争，Agilent和OmniVision出货排名顺序仍然分居一、二，且市场占有率分别提升到３７.７％和３０.８％，而STM落居第四，市场占有率大幅滑落至４.８％，至于Ｈｙｕｎｄａｉ更是大幅衰退只剩２.１％的市场占有率，值得一提的是Ｐｈｏｔｏｂｉ在２０００年度的大幅成长，全球市场占有率快速成长至１３.７％，排名全球第三。这三家厂商出货量就占全球出货量的８２.２％。从中可以分析，这个产业的厂商集中度相当密集，所以观察上述三家厂商的近期动态和发展，可看出许产业和技术未来发展方向。

Agilent主要的产品为第二代的CIF（352*288）HDCS-1020和第二代的VGA（640*480）HDCS-2020，主要应用在数码相机 、行动电话、PDA、PC Camera等新兴的资讯家电产品之中，此外Agilent在2000年另一成功策略是和Logitech与Microsoft这两家公司策略联盟，打入了光学鼠标产品领域，但是这是非常低阶的CMOS产品，而且不是为了捕捉影像 ，所以在做影像感测器的全球统计时并未将此数量一并加入，但是此举可看出Agilent以ＣＭＯＳ技术为基础进军光学元件的规划意图。

OmniVision它主要的产品包括︰CIF（352 x 288）、VGA（640 x 480）、SVGA（800 x 600）和SXGA（1280 x 1024）。目前Omnivision开发的130万像素等级的ＣＭＯＳ图像传感器正在被业界大量应用在数码相机中。业界一般认为，百万像素为使用ＣＭＯＳ和ＣＣＤ的分水岭，ＣＭＯＳ成功跨进这一市场，足以说明ＣＭＯＳ技术发展对市场的渗透度，未来可能将取代ＣＣＤ成为中低档影像产品的不留应用。Omnivision在2001年5月开发的CIF(352 x 288)等级的ＣＭＯＳ传感器，其特色为低秏电，目标市场定位在移动电话上，其产品发展策略和各大研究调查机构不谋而合，目前在移动电话市场上，ＣＭＯＳ模组的摄相模块已经成为移动通讯应用的最大量产品。

Photobit在2000年获得较大成功。2001年Photobit率先研发出PB-0330产品型号的ＣＭＯＳ图像传感器，此产品特色具备单一晶片逻辑转数位的变频器，它是第二代1/4寸的VGA（640

x 480），同时也推出PB-0111产品型号的ＣＭＯＳ影像感测器，是第二代1/5寸的CIF（352 x 288）。Photobit推出这两种产品 主要针对数码相机和PC Camera这些近年来蓬勃发展的数位化产品，和OmniVision CIF（352 x 288）定位在行动电话市场上有所区隔，其推出CIF（352 x 288）和VGA（640 x 480）这两种不同解析程度的影像感测器，行销范围意图含盖低阶和中高阶市场。

去年业界发展了ＣＭＯＳ图像传感器新技术--Ｃ３Ｄ。Ｃ３Ｄ技术的最大特点就是像素反应的均一性。Ｃ３Ｄ技术重新定义了成像器的性能（即把系统的整体性能包括在内）并提高了ＣＭＯＳ图像传感器在均一性和暗电流方面的标准性能。

今年初，美国Foveon公司公开展示了其最新发展的Foveon X3技术，立即引起业界的高度关注。Foveon X3是全球第一款可以在一个像素上捕捉全部色彩的图像传感器阵列。传统的光电耦合器件只能感应光线强度，不能感应色彩信息，需要通过滤色镜来感应色彩信息，我们称之为Bayer滤镜。而Foveon X3在一个像素上通过不同的深度来感应色彩，最表面一层感应蓝色、第二层可以感应绿色，第三层感应红色。它是根据硅对不同波长光线的吸收效应来达到一个像素感应全部色彩信息，目前已经有了使用这种技术的ＣＭＯＳ图像传感器，其应用产品是“Sigma

SD9”数码相机。

这项革新技术可以提供更加锐利的图像，更好的色彩，比起以前的图像传感器，X3是第一款通过内置硅光电传感器来检测色彩的。Foveon X3的技术对于传统半导体感光技术来说有很大的 突破，也有颠覆传统技术的效果，相信Foveon X3会有很好的前景。

在高分辨率像素产品方面，日前台湾锐视科技已领先业界批量推出了210万像素的ＣＭＯＳ图像传感器，而且已有美商与台湾的光学镜头厂合作，将在第三季推出此款ＣＭＯＳ传感器结合镜头的模组，ＣＭＯＳ应用已经开始在２００万像素数码相机产品中应用。

3、结论

从产品的技术发展趋势看，无论是ＣＣＤ还是ＣＭＯＳ，其体积小型化及高像素化仍是业界积极研发的目标。因为像素大则图像产品的分辨率越高，清晰度越好，体积越小，其应用面更广泛。

四、光圈

1、光圈是一个用来控制光线透过镜头，进入机身内感光面的光量的装置，它通常是在镜头内。表达光圈大小我们是用f值。对于已经制造好的镜头，我们不可能随意改变镜头的直径，但是我们可以通过在镜头内部加入多边形或者圆型，并且面积可变的孔状光栅来达到控制镜头通光量，这个装置就叫做光圈。

光圈f值=镜头的焦距/镜头口径的直径

从以上的公式可知要达到相同的光圈f值，长焦距镜头的口径要比短焦距镜头的口径大。完整的光圈值系列如下：

f1，f1.4，f2，f2.8，f4，f5.6，f8，f11，f16，f22，f32，f44，f64

这里值得一提的是光圈 f 值愈小，在同一单位时间内的进光量便愈多，而且上一级的进光量刚好是下一级的两倍，例如光圈从 f8 调整到 f5.6，进光量便多一倍，我们也说光圈开大了一级。对于消费型数码相机而言，光圈 f 值常常介于 f2.8 - f16。此外许多数码相机在调整光圈时，可以做 1/3 级的调整。

光圈英文名称为Aperture，光圈是一个用来控制光线透过镜头，进入机身内感光面的光量的装置，也是相机一个极其重要的指标参数，它通常是在镜头内。它的大小决定着通过镜头进入感光元件的光线的多少。表达光圈大小我们是用F值。

光圈的 F值 = 镜头的焦距 / 镜头口径的直径

从以上的公式可知，要达到相同的光圈F值，长焦距镜头的口径要比短焦距镜头的口径大。

光圈及快门优先

进阶以上的数码相机除了提供全自动（Auto）模式，通常还会有光圈优先（Aperture Priority）、快门优先（Shutter Priority）两种选项，让你在某些场合可以先决定某光圈值或某快门值，然后分别搭配适合的快门或光圈，以呈现画面不同的景深（锐利度）或效果。

光圈先决曝光模式

由我们先自行决定光圈f值后，相机测光系统依当时光线的情形，自动选择适当的快门速度（可为精确无段式的快门速度）以配合。设有曝光模式转盘的数码相机，通常都会在转盘上刻上“ A ”代表光圈先决模式。光圈先决模式适合于重视景深效果的摄影。

由于数码相机的焦距比传统相机的焦距短很多，使镜头的口径开度小，故很难产生较窄的景深。有部份数码相机会有一特别的人像曝光模式，利用内置程序令前景及后景模糊。

光圈大小

2、 光圈大小

F后面的数值越小，光圈越大。光圈的作用在于决定镜头的进光量，光圈越大，进光量越多；反之，则越小。简单的说就是，在快门不变的情况下，光圈越大，进光量越多，画面比较亮；光圈越小，画面比较暗。

五、镜头

真正极品——徕卡镜头

徕卡也是一家来自德国的、具有悠久历史的光学仪器生产厂商，其产品在世界相机的名声一点也不比所述的各个品牌逊色，同样有“极品”之称。在数码相机领域，徕卡最突出的成就便是为松下LUMIX系列数码相机设计生产镜头并取得成功。同时，徕卡旗下惟一一款数码相机DIGILUX 1也使用了徕卡镜头。

卡尔·蔡司镜头

卡尔·蔡司镜头是来自德国的品牌，是目前为数不多的非日系厂商。卡尔·蔡司是一家历史相当悠久的光学仪器厂商，其出品的镜头在传统相机领域向来都是“高贵”的代名词，许多色友以拥有卡尔·蔡司镜头为荣。索尼公司在自己的部分数码相机上使用了卡尔·蔡司镜头并以此为卖点。须要注意的，索尼公司一般在自己的高端数码相机上使用了卡尔·蔡司镜头，而中低端产品上则使用普通的索尼镜头。

历史悠久——施耐德镜头

德国Schneider(施耐德)公司具有很长的生产大幅镜头的历史，以大幅镜头种类多而优质闻名于世。目前具有多个系列数十款镜头，网罗焦距38毫米的超广角至800毫米超望远镜头。 Schneider Kreuznach施耐德克鲁茨纳奇是世界著名光学镜头和液压伺服元件的专业生产厂家,在业界享有盛誉,生产的产品有:各类光学镜头(摄像机,CCD,照相机),液压伺服元件等，广泛地应用于各行各业。