2023年12月21日发(作者:边访冬)
相机的构成--光电转换器件篇
相机其实就是针孔成像的具体化产物,现在的数码相机主要由镜头、光电转换器件(CMOS/CCD)、模/数转换器(A/D)、微处理器(MPU)、内置储存器、液晶屏幕(LCD)、可移动储存器、接口(计算机/电视机接口)、锂电池等构成
这次先从数码相机的“胶卷”讲起:
数码相机的胶卷有两部分组成,一件叫做“光电转换器件”主要完成胶卷底片上“感光”的过程,一件叫做“存储介质”,完成图像保存的任务。光电转换器件主要分为CCD和CMOS两大类,
CCD(Charge Coupled Device),它使用一种高感光度的半导体材料制成,能把光线转变成电荷,通过模数转换器芯片转换成数字信号,数字信号经过压缩以后由相机内部的闪速存储器或内置硬盘卡保存,因而可以轻而易举地把数据传输给计算机,并借助于计算机的处理手段,根据需要和想像来修改图像。
CMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor)和CCD一样同为在数码相机中可记录光线变化的半导体,它利用硅和锗这两种元素所做成的半导体,使其在CMOS上共存着带N(负电)和 P(正电)极,这两个互补效应所产生的电流即可被处理芯片纪录和解读成影像。然而,CMOS的缺点就是太容易出现杂点, 这主要是因为早期的设计使CMOS在处理快速变化的影像时,由于电流变化过于频繁而会产生过热的现象。在相同分辨率下,CMOS价格比CCD便宜,但是CMOS器件产生的图像质量相比CCD来说要低一些。目前,由于工艺的进步,CCD的成本得到进一步的控制,小尺寸CCD集成高像素已经形成完整的生产规模,而由于成像原理限制,CCD在更高像素领域内无法满足成像和成本的要求,而COMS在这方面可以做的更好,所以高端相机也开始采用COMS做记录系统。如Cannon5D、NikonD300等
而存储介质则多样化,市面上常见的存储介质有CF卡、SD卡、SM卡、记忆棒(Memory
Stick)、xD卡和小硬盘(MICRoDRIVE)等。
CF卡(Compact Flash)是1994年由SanDisk最先推出的。CF卡具有PCMCIA-ATA功能,并与之兼容是一种固态产品,也就是工作时没有运动部件。CF卡采用闪存(flash)技术,
是一种稳定的存储解决方案,不需要电池来维持其中存储的数据。对所保存的数据来说,CF卡比传统的磁盘驱动器安全性和保护性都更高;而且CF卡的用电量仅为小型磁盘驱动器的5%。这些优异的条件使得CF卡成为大多数数码相机首选存储介质。
SD卡(Secure Digital Memory Card)是一种基于半导体快闪记忆器的新一代记忆设备。SD卡由日本松下、东芝及美国SanDisk公司于1999年8月共同开发研制。大小犹如一张邮票,重量只有2克,但却拥有高记忆容量、快速数据传输率、极大的移动灵活性以及很好的安全性。它是一体化固体介质,没有任何移动部分,所以不用担心机械运动的损坏。SD卡也很容易重新格式化,因此不少数码相机也开始支持SD卡。
SM卡(Smart Media)是由东芝公司在1995年11月发布的Flash Memory存贮卡,三星公司在1996年购买了生产和销售许可,这两家公司成为主要的SM卡厂商。一度在MP3播放器上非常的流行。由于SM卡本身没有控制电路,而且由塑胶制成(被分成了许多薄片),因此SM卡的体积小非常轻薄,但由于SM卡的控制电路是集成在数码产品当中(比如数码相机),这使得数码相机的兼容性容易受到影响。目前新推出的数码相机中都已经没有采用SM存储卡的产品了。
记忆棒(Memory Stick)外形轻巧,并拥有全面多元化的功能。它的极高兼容性和前所未有的“通用储存媒体”(Universal Media)概念,为未来高科技个人电脑、电视、电话、数码照相机、摄像机和便携式个人视听器材提供新一代更高速、更大容量的数字信息储存、交换媒体。记忆棒允许记录有版权保护的内容及高速数据传送,在广泛的产品领域内维持高兼容性,包括小型移动设备。通过连接适配器,它同样可以应用于兼容标准尺寸记忆棒的产品。
小硬盘(MICRoDRIVE是美国IBM公司推出的大容量存储介质,中文名称叫微型硬盘。但性价比不高。目前支持微型硬盘的数码相机有卡西欧QV3000EX、佳能PoWERShotS20、G1等机型。
MMC卡(MultiMediaCard,多媒体存储卡)由SanDisk和Siemens公司在1997年发起,与传统的移动存储卡相比,其最明显的外在特征是尺寸更加微缩——只有普通的邮票大小(是CF卡尺寸的1/5左右),这使其成为世界上最小的半导体移动存储卡,它对于越来越追求便携性的各类手持设备形成强有力的支持。因其小尺寸等独特优势而迅速被引进到更多的应用领域,如数码相机、PDA、MP3播放器、笔记本电脑、便携式游戏机、数码摄像机乃至手持式GPS等
XD卡是由日本奥林巴斯株式会社和富士有限公司联合推出的一种存储卡,只有一张邮票那么大。xD-Picture存储卡不仅可以同时用于个人电脑适配卡和USB读卡机,使之非常容易与个人电脑连接,而且其还可配合Compact Flash转接适配器,并允许在数码相机里做为Compact Flash卡存储介质使用。
2023年12月21日发(作者:边访冬)
相机的构成--光电转换器件篇
相机其实就是针孔成像的具体化产物,现在的数码相机主要由镜头、光电转换器件(CMOS/CCD)、模/数转换器(A/D)、微处理器(MPU)、内置储存器、液晶屏幕(LCD)、可移动储存器、接口(计算机/电视机接口)、锂电池等构成
这次先从数码相机的“胶卷”讲起:
数码相机的胶卷有两部分组成,一件叫做“光电转换器件”主要完成胶卷底片上“感光”的过程,一件叫做“存储介质”,完成图像保存的任务。光电转换器件主要分为CCD和CMOS两大类,
CCD(Charge Coupled Device),它使用一种高感光度的半导体材料制成,能把光线转变成电荷,通过模数转换器芯片转换成数字信号,数字信号经过压缩以后由相机内部的闪速存储器或内置硬盘卡保存,因而可以轻而易举地把数据传输给计算机,并借助于计算机的处理手段,根据需要和想像来修改图像。
CMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor)和CCD一样同为在数码相机中可记录光线变化的半导体,它利用硅和锗这两种元素所做成的半导体,使其在CMOS上共存着带N(负电)和 P(正电)极,这两个互补效应所产生的电流即可被处理芯片纪录和解读成影像。然而,CMOS的缺点就是太容易出现杂点, 这主要是因为早期的设计使CMOS在处理快速变化的影像时,由于电流变化过于频繁而会产生过热的现象。在相同分辨率下,CMOS价格比CCD便宜,但是CMOS器件产生的图像质量相比CCD来说要低一些。目前,由于工艺的进步,CCD的成本得到进一步的控制,小尺寸CCD集成高像素已经形成完整的生产规模,而由于成像原理限制,CCD在更高像素领域内无法满足成像和成本的要求,而COMS在这方面可以做的更好,所以高端相机也开始采用COMS做记录系统。如Cannon5D、NikonD300等
而存储介质则多样化,市面上常见的存储介质有CF卡、SD卡、SM卡、记忆棒(Memory
Stick)、xD卡和小硬盘(MICRoDRIVE)等。
CF卡(Compact Flash)是1994年由SanDisk最先推出的。CF卡具有PCMCIA-ATA功能,并与之兼容是一种固态产品,也就是工作时没有运动部件。CF卡采用闪存(flash)技术,
是一种稳定的存储解决方案,不需要电池来维持其中存储的数据。对所保存的数据来说,CF卡比传统的磁盘驱动器安全性和保护性都更高;而且CF卡的用电量仅为小型磁盘驱动器的5%。这些优异的条件使得CF卡成为大多数数码相机首选存储介质。
SD卡(Secure Digital Memory Card)是一种基于半导体快闪记忆器的新一代记忆设备。SD卡由日本松下、东芝及美国SanDisk公司于1999年8月共同开发研制。大小犹如一张邮票,重量只有2克,但却拥有高记忆容量、快速数据传输率、极大的移动灵活性以及很好的安全性。它是一体化固体介质,没有任何移动部分,所以不用担心机械运动的损坏。SD卡也很容易重新格式化,因此不少数码相机也开始支持SD卡。
SM卡(Smart Media)是由东芝公司在1995年11月发布的Flash Memory存贮卡,三星公司在1996年购买了生产和销售许可,这两家公司成为主要的SM卡厂商。一度在MP3播放器上非常的流行。由于SM卡本身没有控制电路,而且由塑胶制成(被分成了许多薄片),因此SM卡的体积小非常轻薄,但由于SM卡的控制电路是集成在数码产品当中(比如数码相机),这使得数码相机的兼容性容易受到影响。目前新推出的数码相机中都已经没有采用SM存储卡的产品了。
记忆棒(Memory Stick)外形轻巧,并拥有全面多元化的功能。它的极高兼容性和前所未有的“通用储存媒体”(Universal Media)概念,为未来高科技个人电脑、电视、电话、数码照相机、摄像机和便携式个人视听器材提供新一代更高速、更大容量的数字信息储存、交换媒体。记忆棒允许记录有版权保护的内容及高速数据传送,在广泛的产品领域内维持高兼容性,包括小型移动设备。通过连接适配器,它同样可以应用于兼容标准尺寸记忆棒的产品。
小硬盘(MICRoDRIVE是美国IBM公司推出的大容量存储介质,中文名称叫微型硬盘。但性价比不高。目前支持微型硬盘的数码相机有卡西欧QV3000EX、佳能PoWERShotS20、G1等机型。
MMC卡(MultiMediaCard,多媒体存储卡)由SanDisk和Siemens公司在1997年发起,与传统的移动存储卡相比,其最明显的外在特征是尺寸更加微缩——只有普通的邮票大小(是CF卡尺寸的1/5左右),这使其成为世界上最小的半导体移动存储卡,它对于越来越追求便携性的各类手持设备形成强有力的支持。因其小尺寸等独特优势而迅速被引进到更多的应用领域,如数码相机、PDA、MP3播放器、笔记本电脑、便携式游戏机、数码摄像机乃至手持式GPS等
XD卡是由日本奥林巴斯株式会社和富士有限公司联合推出的一种存储卡,只有一张邮票那么大。xD-Picture存储卡不仅可以同时用于个人电脑适配卡和USB读卡机,使之非常容易与个人电脑连接,而且其还可配合Compact Flash转接适配器,并允许在数码相机里做为Compact Flash卡存储介质使用。