2024年9月17日发(作者：答傲之)
由两种感光器件的工作原理可以看出，CCD的优势在于成像质量好，但是由于制造
工艺复杂，只有少数的厂商能够掌握，所以导致制造成本居高不下，特别是大型CCD，
价格非常高昂。同时，这几年来，CCD从30万像素开始，一直发展到现在的600万，像
素的提高已经到了一个极限。
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。到目前为止，市面上绝大多数的消费级别以及高端数码相机都使用CCD
作为感应器；CMOS感应器则作为低端产品应用于一些摄像头上，若有哪家摄像头厂商
生产的摄想头使用CCD感应器，厂商一定会不遗余力地以其作为卖点大肆宣传，甚至冠
以“数码相机”之名。一时间，是否具有CCD感应器变成了人们判断数码相机档次的标
准之一。
CMOS影像传感器的优点之一是电源消耗量比CCD低，CCD为提供优异的影像品质，
付出代价即是较高的电源消耗量，为使电荷传输顺畅，噪声降低，需由高压差改善传输
效果。但CMOS影像传感器将每一画素的电荷转换成电压，读取前便将其放大，利用3.3V
的电源即可驱动，电源消耗量比CCD低。CMOS影像传感器的另一优点，是与周边电路的
整合性高，可将ADC与讯号处理器整合在一起，使体积大幅缩小，例如，CMOS影像传感
器只需一组电源，CCD却需三或四组电源，由于ADC与讯号处理器的制程与CCD不同，
要缩小CCD套件的体积很困难。但目前CMOS影像传感器首要解决的问题就是降低噪声
的产生，未来CMOS影像传感器是否可以改变长久以来被CCD压抑的宿命，往后技术的
发展是重要关键。
说到CCD的尺寸，其实是说感光器件的面积大小，这里就包括了CCD和CMOS。感光器件的
面积大小，CCD/CMOS面积越大，捕获的光子越多，感光性能越好，信噪比越低。CCD/CMOS
是数码相机用来感光成像的部件，相当于光学传统相机中的胶卷。
CCD上感光组件的表面具有储存电荷的能力，并以矩阵的方式排列。当其表面感受到光
线时，会将电荷反应在组件上，整个CCD上的所有感光组件所产生的信号，就构成了一个完
整的画面。
如果分解CCD，你会发现CCD的结构为三层，第一层是“微型镜头”，第二层是“分色
滤色片”以及第三层“感光层”。
第一层“微型镜头”
我们知道，数码相机成像的关键是在于其感光层，为了扩展CCD的采光率，必须扩展单
一像素的受光面积。但是提高采光率的办法也容易使画质下降。这一层“微型镜头”就等于
在感光层前面加上一副眼镜。因此感光面积不再因为传感器的开口面积而决定，而改由微型
镜片的表面积来决定。
第二层是“分色滤色片”
CCD的第二层是“分色滤色片”，目前有两种分色方式，一是RGB原色分色法，另一个
则是CMYK补色分色法这两种方法各有优缺点。首先，我们先了解一下两种分色法的概念，
RGB即三原色分色法，几乎所有人类眼镜可以识别的颜色，都可以通过红、绿和蓝来组成，
而RGB三个字母分别就是Red, Green和Blue，这说明RGB分色法是通过这三个通道的颜色
调节而成。再说CMYK，这是由四个通道的颜色配合而成，他们分别是青（C）、洋红(M)、
黄(Y)、黑(K)。在印刷业中，CMYK更为适用，但其调节出来的颜色不及RGB的多。
原色CCD的优势在于画质锐利，色彩真实，但缺点则是噪声问题。因此，大家可以注意，
一般采用原色CCD的数码相机，在ISO感光度上多半不会超过400。相对的，补色CCD多了
一个Y黄色滤色器，在色彩的分辨上比较仔细，但却牺牲了部分影像的分辨率，而在ISO
值上，补色CCD可以容忍较高的感光度，一般都可设定在800以上
第三层：感光层
CCD的第三层是“感光片”，这层主要是负责将穿过滤色层的光源转换成电子信号，并
将信号传送到影像处理芯片，将影像还原。
传统的照相机胶卷尺寸为35mm，35mm为对角长度，35mm胶卷的感光面积为36 x 24mm。
换算到数码相机，对角长度约接近35mm的，CCD/CMOS尺寸越大。在单反数码相机中，很多
都拥有接近35mm的CCD/CMOS尺寸，例如尼康德D100，CCD/CMOS尺寸面积达到23.7 x 15.6，
比起消费级数码相机要大很多，而佳能的EOS-1Ds的CMOS尺寸为36 x 24mm，达到了35mm
的面积，所以成像也相对较好。
现在市面上的消费级数码相机主要有2/3英寸、1/1.8英寸、1/2.7英寸、1/3.2英寸
四种。CCD/CMOS尺寸越大，感光面积越大，成像效果越好。1/1.8英寸的300万像素相机效
果通常好于1/2.7英寸的400万像素相机(后者的感光面积只有前者的55%)。而相同尺寸的
CCD/CMOS像素增加固然是件好事，但这也会导致单个像素的感光面积缩小，有曝光不足的
可能。但如果在增加CCD/CMOS像素的同时想维持现有的图像质量，就必须在至少维持单个
像素面积不减小的基础上增大CCD/CMOS的总面积。目前更大尺寸CCD/CMOS加工制造比较困
难，成本也非常高。因此，CCD/CMOS尺寸较大的数码相机，价格也较高。感光器件的大小
直接影响数码相机的体积重量。超薄、超轻的数码相机一般CCD/CMOS尺寸也小，而越专业
的数码相机，CCD/CMOS尺寸也越大。
2024年9月17日发(作者：答傲之)
由两种感光器件的工作原理可以看出，CCD的优势在于成像质量好，但是由于制造
工艺复杂，只有少数的厂商能够掌握，所以导致制造成本居高不下，特别是大型CCD，
价格非常高昂。同时，这几年来，CCD从30万像素开始，一直发展到现在的600万，像
素的提高已经到了一个极限。
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。到目前为止，市面上绝大多数的消费级别以及高端数码相机都使用CCD
作为感应器；CMOS感应器则作为低端产品应用于一些摄像头上，若有哪家摄像头厂商
生产的摄想头使用CCD感应器，厂商一定会不遗余力地以其作为卖点大肆宣传，甚至冠
以“数码相机”之名。一时间，是否具有CCD感应器变成了人们判断数码相机档次的标
准之一。
CMOS影像传感器的优点之一是电源消耗量比CCD低，CCD为提供优异的影像品质，
付出代价即是较高的电源消耗量，为使电荷传输顺畅，噪声降低，需由高压差改善传输
效果。但CMOS影像传感器将每一画素的电荷转换成电压，读取前便将其放大，利用3.3V
的电源即可驱动，电源消耗量比CCD低。CMOS影像传感器的另一优点，是与周边电路的
整合性高，可将ADC与讯号处理器整合在一起，使体积大幅缩小，例如，CMOS影像传感
器只需一组电源，CCD却需三或四组电源，由于ADC与讯号处理器的制程与CCD不同，
要缩小CCD套件的体积很困难。但目前CMOS影像传感器首要解决的问题就是降低噪声
的产生，未来CMOS影像传感器是否可以改变长久以来被CCD压抑的宿命，往后技术的
发展是重要关键。
说到CCD的尺寸，其实是说感光器件的面积大小，这里就包括了CCD和CMOS。感光器件的
面积大小，CCD/CMOS面积越大，捕获的光子越多，感光性能越好，信噪比越低。CCD/CMOS
是数码相机用来感光成像的部件，相当于光学传统相机中的胶卷。
CCD上感光组件的表面具有储存电荷的能力，并以矩阵的方式排列。当其表面感受到光
线时，会将电荷反应在组件上，整个CCD上的所有感光组件所产生的信号，就构成了一个完
整的画面。
如果分解CCD，你会发现CCD的结构为三层，第一层是“微型镜头”，第二层是“分色
滤色片”以及第三层“感光层”。
第一层“微型镜头”
我们知道，数码相机成像的关键是在于其感光层，为了扩展CCD的采光率，必须扩展单
一像素的受光面积。但是提高采光率的办法也容易使画质下降。这一层“微型镜头”就等于
在感光层前面加上一副眼镜。因此感光面积不再因为传感器的开口面积而决定，而改由微型
镜片的表面积来决定。
第二层是“分色滤色片”
CCD的第二层是“分色滤色片”，目前有两种分色方式，一是RGB原色分色法，另一个
则是CMYK补色分色法这两种方法各有优缺点。首先，我们先了解一下两种分色法的概念，
RGB即三原色分色法，几乎所有人类眼镜可以识别的颜色，都可以通过红、绿和蓝来组成，
而RGB三个字母分别就是Red, Green和Blue，这说明RGB分色法是通过这三个通道的颜色
调节而成。再说CMYK，这是由四个通道的颜色配合而成，他们分别是青（C）、洋红(M)、
黄(Y)、黑(K)。在印刷业中，CMYK更为适用，但其调节出来的颜色不及RGB的多。
原色CCD的优势在于画质锐利，色彩真实，但缺点则是噪声问题。因此，大家可以注意，
一般采用原色CCD的数码相机，在ISO感光度上多半不会超过400。相对的，补色CCD多了
一个Y黄色滤色器，在色彩的分辨上比较仔细，但却牺牲了部分影像的分辨率，而在ISO
值上，补色CCD可以容忍较高的感光度，一般都可设定在800以上
第三层：感光层
CCD的第三层是“感光片”，这层主要是负责将穿过滤色层的光源转换成电子信号，并
将信号传送到影像处理芯片，将影像还原。
传统的照相机胶卷尺寸为35mm，35mm为对角长度，35mm胶卷的感光面积为36 x 24mm。
换算到数码相机，对角长度约接近35mm的，CCD/CMOS尺寸越大。在单反数码相机中，很多
都拥有接近35mm的CCD/CMOS尺寸，例如尼康德D100，CCD/CMOS尺寸面积达到23.7 x 15.6，
比起消费级数码相机要大很多，而佳能的EOS-1Ds的CMOS尺寸为36 x 24mm，达到了35mm
的面积，所以成像也相对较好。
现在市面上的消费级数码相机主要有2/3英寸、1/1.8英寸、1/2.7英寸、1/3.2英寸
四种。CCD/CMOS尺寸越大，感光面积越大，成像效果越好。1/1.8英寸的300万像素相机效
果通常好于1/2.7英寸的400万像素相机(后者的感光面积只有前者的55%)。而相同尺寸的
CCD/CMOS像素增加固然是件好事，但这也会导致单个像素的感光面积缩小，有曝光不足的
可能。但如果在增加CCD/CMOS像素的同时想维持现有的图像质量，就必须在至少维持单个
像素面积不减小的基础上增大CCD/CMOS的总面积。目前更大尺寸CCD/CMOS加工制造比较困
难，成本也非常高。因此，CCD/CMOS尺寸较大的数码相机，价格也较高。感光器件的大小
直接影响数码相机的体积重量。超薄、超轻的数码相机一般CCD/CMOS尺寸也小，而越专业
的数码相机，CCD/CMOS尺寸也越大。