CCD/CMOS
- 顏雅娟
CCD全名為Charge Coupled Device,為數位相機中可記錄光線變化的半導體,通常以百萬像素(megapixel)為單位,主要材質為矽晶半導體,基本原理類似計算機上的太陽能電池,透過光電效應,由感光元件表面感應來源光線,從而轉換成儲存電荷的能力。
簡單地說,當CCD表面接受到鏡頭進來的光線照射時,會將光線的能量轉換成電荷,光線越強、電荷也就越多,這些電荷成為判斷光線強弱大小的依據。CCD上有通道線路,可將這些電荷傳輸至放大解碼原件,還原所有CCD上感光元件產生的訊號,並構成1幅完整的畫面。
而CMOS全名Complementary Metal-Oxide Semiconductor,又稱互補性氧化金屬半導體,同樣是在數位相機中可記錄光線變化的半導體,與CCD在外觀上幾乎無分軒輊。但是,CMOS的製造技術比較接近一般電腦晶片,材質主要是利用矽、鍺這2種元素所做成的半導體,使其在CMOS上共存著N(帶負電)和P(帶正電)級的半導體,互補效應所產生的電流,即可被處理晶片紀錄和解讀成影像。
然而,CMOS因為在每個畫素的旁邊放置訊號放大器,其缺點是容易出現雜點 ,特別是處理快速變化的影像時,由於電流變化過於頻繁,容易產生過熱的現象,更使得雜訊難以抑制。
由於CMOS相較於CCD具有低成本、低耗電以及高整合度的特性,CMOS的低成本和穩定供貨,成為廠商的最愛,也因此製造技術不斷改良更新,使得CCD與CMOS的差異逐漸縮小。未來CCD將持續朝低耗電作為改進目標,以期進入照相手機的行動通訊市場;CMOS則開始朝向大尺寸面積與高速影像處理晶片統合,藉由後續的影像處理修正雜訊以及畫質表現。(顏雅娟)