close
自從一百多年前，人們發現了光化學反應之後，可以將影像顯示在相紙上面的技術，就成為人們除了繪畫之外，另外一個留下珍貴回憶的方式，隨著技術的進步，用來記錄光學反應的媒材從單純的單色銀鹽粒子，一直演變到彩色的多層次影像，也讓人們可以記錄下更多的東西，到近15年為止，利用銀鹽底片為基礎的影像製造過程，一直是人們記錄影像的唯一工具，不過近年來在半導體技術的支持下，出現了利用光壓強度與電荷轉換的感光原件，使得原本的物理現象可以透過數值轉換晶片（也就是我們一般說的影像引擎），轉換成0與1的數位訊號，變成在電腦上面可以處理的影像檔案，許多廠商著眼於數位處理的方便性，將這個光學與數位的轉換結構，結合以往底片相機的光學性能，就成為我們現在所常看到的數位相機。
不過在一開始，數位相機在拍攝影像品質跟價格比上面，並不太能夠被一般的消費者所接受，所以只有比較專業的領域，例如軍用或者是比較特殊的數位影像用途，後來隨著半導體技術的不斷進步，在性能不斷提高、價格不斷降低之下，讓數位相機變成是一般人都能接受的數位產品，尤其是因為數位相機所拍攝出來的影像，不用經過繁複的化學顯像過程，就可以快速的獲得電子影像，節省了許多後續的處理與時間，讓以往不知道拍攝結果的拍照者可以立刻知道成果如何，加上不用使用底片等耗材的方便性，使得數位相機的銷路更是一路長紅下去。
數位相機的基本結構
跟傳統相機一樣，數位相機需要有一個光學透鏡結構，來讓被攝物體的反射光線可以聚焦在感光媒介上面，顯示成為清楚的影像，基本上由光學結構的不同，大致可以分為固定焦長鏡頭與可變焦長鏡頭兩大類，以目前大部分的數位相機來說，大多是以可變焦長鏡頭為主。此外鏡片的材質與表面鍍膜，也會影響光線的折射率與穿透性，這方面也是某些廠商所關注的地方。
不過雖然是這樣講，廠商在採用鏡頭形式的時候，會因為相機的定位以及機身結構問題，而採用不同的鏡頭結構，在固定焦長的鏡頭組合上，因為所使用的鏡頭結構裡沒有需要調整的機構，所以可以將整個體積做的很小，所以像是比較小型的網路攝影機，或者是一些小型的DV，大半都是使用固定焦長的鏡頭形式。
而一般使用可變焦長鏡頭組的數位相機，在變焦的形式上面又可以分為幾種方式，一種是所謂沉胴式的設計，利用一節節套筒的伸縮，來進行焦長的調整，達到廣角或是望遠的取景效果。因為沉胴式設計出現的時間較早，在可靠度以及光學穩定性上都已經達到相當優異的水準，所以目前市面上的數位相機，大部分都是使用沉胴式的變焦結構。
而另外一種變焦結構，則是潛望鏡式的的光學結構，以構造上看起來，名符其實的就是利用潛望鏡的原理，將在鏡頭內部的光學路徑做一個90°的彎曲，變焦機構從與機身垂直的方向變為與機身水平同向的配置方式，這樣一來可以將變焦機構設計在機身結構內，可以讓機身體積作的比較小巧，以目前市面上的清薄型隨身數位相機來說，有很大一部份是使用這種鏡頭形式。
要說數位相機與傳統底片相機的最大不同，就算是在這個感光元件上面了，由原本在底片上的溴化銀粒子轉變在感光元件上的，大致上來說可以分為兩種，一種是電荷隅合元件（Charge Couple Device），也就是我們常聽到的CCD，原理有點類似我們一般計算機上用的太陽能電池，主要是由矽晶半導體所組成，利用光電轉換效應，將所接收的光線轉化成累積電荷，光線越強，所累積的電荷就越多，再經由CCD上面的通道線路，將這些累積電荷傳送至放大解碼元件，將累積電荷的強度還原成CCD所接收到的光線強度，經由影像引擎轉換成0與1的數位影像，就成為我們所看到的數位照片。目前一般市面上所能看到的數位相機，大部分的感光元件都是採用CCD為主，而我們常常聽到的多少百萬畫素的數位相機，就是指在CCD上面有多少感光元件，也代表了這台數位相機所能拍攝的影像解析度。
另外一種感光元件是CMOS（Complementary Metal-Oxide Semiconductor，互補性氧化金屬半導體）的技術所製成，所以統稱為CMOS Sensor，這個技術廣泛應用在IC產品的製造上，像是記憶體、處理器等，也是用CMOS的技術製成，所以CMOS的製造技術上比較成熟，尺寸也容易做的比較大。CMOS Sensor與CCD相同，可以感應光線的強弱來轉換訊號，不過與CCD不同的是，CMOS使用的是矽鍺半導體，在其上分為兩個單元，一個是PMOS的部份，一個是NMOS的部份，依照接受訊號與否，CMOS Sensor利用這兩者產生0或者是1的數位訊號，將光線直接轉換成數位，比起CCD少了一個類比數位轉換的過程，不過因為訊號強度不高的關係，CMOS通常會在畫素單位的旁邊設置了訊號放大器，來讓加大訊號強度，這樣以來就不免容易產生雜點與過熱的狀況，也帶給人們在以往CMOS機種畫質不如CCD機種的印象。
不過因為CMOS的製造技術成熟、成本較低，耗電量也較CCD少，所以在一些比較小型的相機，像是手機鏡頭或是網路攝影機等，常常會用CMOS作為感光元件。但是隨著技術的進步，出現了新一代的Fill Factor CMOS，利用新的半導體製程技術，提高了單一感光單元（畫素）可以接收光線的比例面積，使得這種 FF CMOS在接收光線的敏感度，以及雜訊抑制上能夠獲得有效的性能提升。
而到底CCD與FF CMOS到底誰優誰劣，其實很難說，只能說因為物理特性的不同，在使用的相機層面上也有所不同，CCD因為受限於製造良率以及製程結構的關係，元件的面積較小，但是在技術的提升下，單位面積的感光元件數也不斷的在上升當中，使得小型相機也可以擁有拍攝6百萬畫素等級影像的能力。而FF CMOS Sensor則是因為Fill Factor的特性與CMOS的製程，可以將感光元件的尺寸做大，塞入更多數目的感光單元，所以像是全片幅尺寸、高畫素值的數位單眼相機，大多都使用FF CMOS作為感光元件。...<請詳見7月號微電腦傳真雜誌>...
不過在一開始，數位相機在拍攝影像品質跟價格比上面，並不太能夠被一般的消費者所接受，所以只有比較專業的領域，例如軍用或者是比較特殊的數位影像用途，後來隨著半導體技術的不斷進步，在性能不斷提高、價格不斷降低之下，讓數位相機變成是一般人都能接受的數位產品，尤其是因為數位相機所拍攝出來的影像，不用經過繁複的化學顯像過程，就可以快速的獲得電子影像，節省了許多後續的處理與時間，讓以往不知道拍攝結果的拍照者可以立刻知道成果如何，加上不用使用底片等耗材的方便性，使得數位相機的銷路更是一路長紅下去。
數位相機的基本結構
跟傳統相機一樣，數位相機需要有一個光學透鏡結構，來讓被攝物體的反射光線可以聚焦在感光媒介上面，顯示成為清楚的影像，基本上由光學結構的不同，大致可以分為固定焦長鏡頭與可變焦長鏡頭兩大類，以目前大部分的數位相機來說，大多是以可變焦長鏡頭為主。此外鏡片的材質與表面鍍膜，也會影響光線的折射率與穿透性，這方面也是某些廠商所關注的地方。
不過雖然是這樣講，廠商在採用鏡頭形式的時候，會因為相機的定位以及機身結構問題，而採用不同的鏡頭結構，在固定焦長的鏡頭組合上，因為所使用的鏡頭結構裡沒有需要調整的機構，所以可以將整個體積做的很小，所以像是比較小型的網路攝影機，或者是一些小型的DV，大半都是使用固定焦長的鏡頭形式。
而一般使用可變焦長鏡頭組的數位相機，在變焦的形式上面又可以分為幾種方式，一種是所謂沉胴式的設計，利用一節節套筒的伸縮，來進行焦長的調整，達到廣角或是望遠的取景效果。因為沉胴式設計出現的時間較早，在可靠度以及光學穩定性上都已經達到相當優異的水準，所以目前市面上的數位相機，大部分都是使用沉胴式的變焦結構。
而另外一種變焦結構，則是潛望鏡式的的光學結構，以構造上看起來，名符其實的就是利用潛望鏡的原理，將在鏡頭內部的光學路徑做一個90°的彎曲，變焦機構從與機身垂直的方向變為與機身水平同向的配置方式，這樣一來可以將變焦機構設計在機身結構內，可以讓機身體積作的比較小巧，以目前市面上的清薄型隨身數位相機來說，有很大一部份是使用這種鏡頭形式。
要說數位相機與傳統底片相機的最大不同，就算是在這個感光元件上面了，由原本在底片上的溴化銀粒子轉變在感光元件上的，大致上來說可以分為兩種，一種是電荷隅合元件（Charge Couple Device），也就是我們常聽到的CCD，原理有點類似我們一般計算機上用的太陽能電池，主要是由矽晶半導體所組成，利用光電轉換效應，將所接收的光線轉化成累積電荷，光線越強，所累積的電荷就越多，再經由CCD上面的通道線路，將這些累積電荷傳送至放大解碼元件，將累積電荷的強度還原成CCD所接收到的光線強度，經由影像引擎轉換成0與1的數位影像，就成為我們所看到的數位照片。目前一般市面上所能看到的數位相機，大部分的感光元件都是採用CCD為主，而我們常常聽到的多少百萬畫素的數位相機，就是指在CCD上面有多少感光元件，也代表了這台數位相機所能拍攝的影像解析度。
另外一種感光元件是CMOS（Complementary Metal-Oxide Semiconductor，互補性氧化金屬半導體）的技術所製成，所以統稱為CMOS Sensor，這個技術廣泛應用在IC產品的製造上，像是記憶體、處理器等，也是用CMOS的技術製成，所以CMOS的製造技術上比較成熟，尺寸也容易做的比較大。CMOS Sensor與CCD相同，可以感應光線的強弱來轉換訊號，不過與CCD不同的是，CMOS使用的是矽鍺半導體，在其上分為兩個單元，一個是PMOS的部份，一個是NMOS的部份，依照接受訊號與否，CMOS Sensor利用這兩者產生0或者是1的數位訊號，將光線直接轉換成數位，比起CCD少了一個類比數位轉換的過程，不過因為訊號強度不高的關係，CMOS通常會在畫素單位的旁邊設置了訊號放大器，來讓加大訊號強度，這樣以來就不免容易產生雜點與過熱的狀況，也帶給人們在以往CMOS機種畫質不如CCD機種的印象。
不過因為CMOS的製造技術成熟、成本較低，耗電量也較CCD少，所以在一些比較小型的相機，像是手機鏡頭或是網路攝影機等，常常會用CMOS作為感光元件。但是隨著技術的進步，出現了新一代的Fill Factor CMOS，利用新的半導體製程技術，提高了單一感光單元（畫素）可以接收光線的比例面積，使得這種 FF CMOS在接收光線的敏感度，以及雜訊抑制上能夠獲得有效的性能提升。
而到底CCD與FF CMOS到底誰優誰劣，其實很難說，只能說因為物理特性的不同，在使用的相機層面上也有所不同，CCD因為受限於製造良率以及製程結構的關係，元件的面積較小，但是在技術的提升下，單位面積的感光元件數也不斷的在上升當中，使得小型相機也可以擁有拍攝6百萬畫素等級影像的能力。而FF CMOS Sensor則是因為Fill Factor的特性與CMOS的製程，可以將感光元件的尺寸做大，塞入更多數目的感光單元，所以像是全片幅尺寸、高畫素值的數位單眼相機，大多都使用FF CMOS作為感光元件。...<請詳見7月號微電腦傳真雜誌>...
全站熱搜
留言列表
