數(shù)碼相機(jī)的結(jié)構(gòu)及基本原理第1頁(yè)，共24頁(yè)，2023年，2月20日，星期五數(shù)碼相機(jī)的結(jié)構(gòu)圖像傳感器結(jié)構(gòu)及原理數(shù)碼相機(jī)如何拍出彩色圖片目錄123第2頁(yè)，共24頁(yè)，2023年，2月20日，星期五數(shù)碼相機(jī)的結(jié)構(gòu)

液晶顯示器可移動(dòng)存儲(chǔ)器

A/DMPU內(nèi)存LCDPC卡接口鏡頭圖像傳感器CCD模/數(shù)轉(zhuǎn)換微處理器

存儲(chǔ)器接口光信號(hào)第3頁(yè)，共24頁(yè)，2023年，2月20日，星期五實(shí)物圖像數(shù)字量光子模擬量（電壓）電荷光源顯示設(shè)備A/D轉(zhuǎn)換光電轉(zhuǎn)換設(shè)備放大設(shè)備數(shù)碼相機(jī)的工作原理第4頁(yè)，共24頁(yè)，2023年，2月20日，星期五數(shù)碼相機(jī)的本質(zhì)把一組一定亮度和光譜的光線轉(zhuǎn)化為一堆二進(jìn)制數(shù)，然后保存在某種介質(zhì)上，屬于把光信號(hào)與數(shù)字信號(hào)的轉(zhuǎn)換。１００１０１０１??CCD畫像數(shù)碼變換再生重新排布行排列或豎排列CCD畫像數(shù)碼變換第5頁(yè)，共24頁(yè)，2023年，2月20日，星期五CCD圖像傳感器如何將光信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)的？光學(xué)系統(tǒng)

CCD

圖像處理第6頁(yè)，共24頁(yè)，2023年，2月20日，星期五CCD的A/D轉(zhuǎn)化過(guò)程電荷的生成電荷的收集電荷包的轉(zhuǎn)移電荷包的測(cè)量第7頁(yè)，共24頁(yè)，2023年，2月20日，星期五聚光鏡片彩色濾光鏡陣列感光電路CCD的結(jié)構(gòu)光敏元第8頁(yè)，共24頁(yè)，2023年，2月20日，星期五光敏元陣列示意圖顯微鏡下的光敏元表面

光敏元陣列圖像傳感器（CCD）是在半導(dǎo)體上制作成百上千（萬(wàn)）個(gè)光敏元，在半導(dǎo)體硅平面上光敏元按線陣或面陣有規(guī)則地排列。第9頁(yè)，共24頁(yè)，2023年，2月20日，星期五

電荷的產(chǎn)生金屬電極氧化物半導(dǎo)體e-e-e-e-e-e-e-光生電子入射光

光敏元光線越亮，產(chǎn)生的電荷就越多；光線越暗，產(chǎn)生的電荷就越少。第10頁(yè)，共24頁(yè)，2023年，2月20日，星期五光滴小桶光敏元電荷的收集第11頁(yè)，共24頁(yè)，2023年，2月20日，星期五CCD把入射到每一個(gè)光敏元上的光滴轉(zhuǎn)化為電荷并收集光滴光敏元電荷的收集第12頁(yè)，共24頁(yè)，2023年，2月20日，星期五小盆虹吸泵雨水量筒電荷的轉(zhuǎn)移雨滴——光子小盆——像元雨水——收集的電荷虹吸泵—CCD的移位寄存器量筒——CCD的電荷測(cè)量器第13頁(yè)，共24頁(yè)，2023年，2月20日，星期五每個(gè)小盆接到的雨水?dāng)?shù)量不同電荷的轉(zhuǎn)移第14頁(yè)，共24頁(yè)，2023年，2月20日，星期五先將雨水向左移動(dòng) 首先，最左邊一行接雨水的小盆將所接的雨水通過(guò)虹吸泵轉(zhuǎn)移到與雨水量筒排成一排的一行小盆（讀出寄存器)中。為了測(cè)量每個(gè)小盆中的雨水（雨停以后）虹吸泵將每個(gè)小盆中的雨水向雨水量筒轉(zhuǎn)移。電荷的轉(zhuǎn)移第15頁(yè)，共24頁(yè)，2023年，2月20日，星期五倒空量筒 然后將最靠近量筒小盆中的雨水通過(guò)虹吸泵導(dǎo)入量筒中測(cè)量它的數(shù)量。 每次測(cè)量完成以后，都要將量筒倒空，準(zhǔn)備下一次測(cè)量。圖示的狀態(tài)是一次測(cè)量后的狀態(tài)。電荷的轉(zhuǎn)移第16頁(yè)，共24頁(yè)，2023年，2月20日，星期五又一次測(cè)量結(jié)束。倒空量筒電荷的轉(zhuǎn)移第17頁(yè)，共24頁(yè)，2023年，2月20日，星期五倒空量筒一行電荷測(cè)量結(jié)束。電荷的轉(zhuǎn)移第18頁(yè)，共24頁(yè)，2023年，2月20日，星期五重復(fù)上述轉(zhuǎn)移－測(cè)量的過(guò)程，直到所有小盆中雨水的數(shù)量都測(cè)量完畢。準(zhǔn)備好進(jìn)行下一次開(kāi)始接雨水（曝光）。電荷的轉(zhuǎn)移第19頁(yè)，共24頁(yè)，2023年，2月20日，星期五SerialRegisterPreamplifierOutputNodeActiveArrayFullFrame第20頁(yè)，共24頁(yè)，2023年，2月20日，星期五

CCD是如何記錄光的顏色的？

CCD是將光線強(qiáng)度轉(zhuǎn)化為電流大小，它的缺陷是只能感受光的強(qiáng)弱，無(wú)法感受光的波長(zhǎng)。由于光的顏色由波長(zhǎng)決定，所以圖像傳播無(wú)法記錄顏色這一信息，這樣只能得到黑白照片。第21頁(yè)，共24頁(yè)，2023年，2月20日，星期五圖像傳感器前面設(shè)置一個(gè)濾光層，上面布滿了濾光點(diǎn)，與下層的像素一一對(duì)應(yīng)光敏元陣列濾光層第22頁(yè)，共24頁(yè)，2023年，2月20日，星期五每個(gè)濾光點(diǎn)只能通過(guò)紅、綠、藍(lán)之中的一種顏色，這意味著在它下層的像素點(diǎn)只可能有四種顏色：紅、綠、藍(lán)、黑（表示沒(méi)有任何光通過(guò)）。第23頁(yè)，共