圖像處理器模仿我們生物眼睛的功能來(lái)捕捉它面前的東西，為了理解傳感器是如何工作的，我們首先應(yīng)該去理解我們眼睛是如何工作的。
當(dāng)光從不同的物體進(jìn)入我們的眼睛時(shí)，它落在視網(wǎng)膜上，視網(wǎng)膜與光感受器相連，光感受器將光轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，然后傳輸?shù)轿覀兊拇竽X，然后我們的大腦解碼信號(hào)，創(chuàng)造出真實(shí)圖像的感覺，我們的眼睛就是這樣工作的。
照相機(jī)圖像傳感器也遵循相同的原理，但是電子學(xué)上，現(xiàn)在常用的傳感器有兩種：一種是電荷耦合器件——ccd，另一種是互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體或cmos。
簡(jiǎn)而言之，這兩個(gè)傳感器都是由數(shù)以萬(wàn)計(jì)的小像素構(gòu)成，當(dāng)感應(yīng)器暴露在光中，像素捕捉到的光立刻轉(zhuǎn)化為電荷，處理成電壓后用放大器放大電壓，放大后每個(gè)電壓被送到模數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，這樣才得到了我們屏幕之上一張紙美麗的圖片。
說(shuō)到傳感器的尺寸，其實(shí)是說(shuō)感光器件的面積大小，使用傳感器的對(duì)角線表示。這里就包括了CCD和CMOS。
感光器件的面積越大，CCD/CMOS面積越大，捕捉的光子越多，感光性能越好，信噪比越高。
通常來(lái)說(shuō)同時(shí)代機(jī)型傳感器尺寸越大，感光面積越大，成像效果越好。1/1.8英寸的300萬(wàn)像素相機(jī)效果通常好于1/2.7英寸的400萬(wàn)像素相機(jī)（后者的感光面積只有前者的55%）。而相同尺寸的傳感器像素增加固然是件好事，但這也會(huì)導(dǎo)致單個(gè)像素的感光面積縮小，有曝光不足的可能。傳感器尺寸較大的數(shù)碼相機(jī)，價(jià)格也較高。感光器件的大小直接影響數(shù)碼相機(jī)的體積重量。超薄、超輕的數(shù)碼相機(jī)一般傳感器尺寸也小，而越專業(yè)的數(shù)碼相機(jī)，傳感器尺寸也越大。將鏡頭拆卸下來(lái)以后，相機(jī)里面有一塊平面鏡，平面鏡的正后方就是傳感器。
為了讓小折光們更好的理解不同尺寸傳感器的大小比較，我們制作以下圖片，讓我們對(duì)各個(gè)傳感器尺寸有更加直觀化的了解，未來(lái)我們也會(huì)對(duì)不同傳感器尺寸對(duì)應(yīng)的經(jīng)典相機(jī)進(jìn)行介紹：
CCD 是指電荷耦合器件，是一種用電荷量表示信號(hào)大小，用耦合方式傳輸信號(hào)的探測(cè)元件，具有自掃描、感受波譜范圍寬、畸變小、體積小、重量輕、系統(tǒng)噪聲低、功耗小、壽命長(zhǎng)、可靠性高等一系列優(yōu)點(diǎn)，并可做成集成度非常高的組合件。電荷耦合器件(CCD)是20世紀(jì)70年代初發(fā)展起來(lái)的一種新型半導(dǎo)體器件。CCD圖像傳感器可直接將光學(xué)信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬電流信號(hào)，電流信號(hào)經(jīng)過(guò)放大和模數(shù)轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)圖像的獲取、存儲(chǔ)、傳輸、處理和復(fù)現(xiàn)。CCD廣泛應(yīng)用在數(shù)碼攝影、天文學(xué)，尤其是光學(xué)遙測(cè)技術(shù)、光學(xué)與頻譜望遠(yuǎn)鏡和高速攝影技術(shù)。CCD上感光組件的表面具有儲(chǔ)存電荷的能力，并以矩陣的方式排列。當(dāng)其表面感受到光線時(shí)，會(huì)將電荷反應(yīng)在組件上，整個(gè)CCD上的所有感光組件所產(chǎn)生的信號(hào)，就構(gòu)成了一個(gè)完整的畫面。
CMOS是Complementary Metal Oxide Semiconductor（互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體）的縮寫。它是指制造大規(guī)模集成電路芯片用的一種技術(shù)或用這種技術(shù)制造出來(lái)的芯片，是電腦主板上的一塊可讀寫的RAM芯片。因?yàn)榭勺x寫的特性，所以在電腦主板上用來(lái)保存BIOS設(shè)置完電腦硬件參數(shù)后的數(shù)據(jù)，這個(gè)芯片僅僅是用來(lái)存放數(shù)據(jù)的。CMOS制造工藝也被應(yīng)用于制作數(shù)碼影像器材的感光元件，尤其是片幅規(guī)格較大的單反數(shù)碼相機(jī)。
CCD傳感器主要應(yīng)用于高端專業(yè)數(shù)碼相機(jī)上，它制作復(fù)雜，耗費(fèi)成本高，低感成像質(zhì)量更優(yōu)，細(xì)節(jié)表現(xiàn)生動(dòng)。CMOS傳感器比CCD傳感器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、花費(fèi)成本低、高感成像質(zhì)量更優(yōu)，因此CMOS傳感器的應(yīng)用更為廣泛，大部分的數(shù)碼相機(jī)都使用的是CMOS傳感器。雖然說(shuō)在一些老法師的眼里CCD拍攝出來(lái)的照片相比于CMOS更加通透，但因?yàn)镃MOS傳感器可以顯著提高傳感器讀出的速度，同時(shí)使用較少的功率，并且它比CCD傳感器更便宜，這也就更注定了其能成為當(dāng)前大部分相機(jī)的完美選擇。
圖片來(lái)源｜花瓣
編輯｜嗣誠(chéng)? 南了
