市售消費級相機,動輒標榜千萬畫素以上,畫素相同,品質卻可能有天壤之別,最大的原因之ㄧ就在感光元件,感光元件製造的技術與尺寸,大大影響銳利度、色澤、對比與亮度效果。

感光元件

相機規格中的畫素,指的就是感光元件的解析度,感光元件簡單說就是把接收到的光線轉成數位訊號的半導體,也就是代替傳統底片的東西,傳統底片負責感光跟儲存影像,數位相機由感光元件負責感光,記憶卡負責儲存影像。
大家都知道,底片越大,感光元素越多,成像越細緻,感光元件也是,相同畫素下,感光器尺寸越小,每單位面積所能紀錄的訊號越少,在加強訊號的同時,雜訊也被加強了,為了減少雜訊,必須作一些模糊處理,而模糊處理的結果,又降低了解析度。
因此,尺寸越大,越可避開雜訊問題,相同畫素的單眼相機拍攝效果較傻瓜相機優,即為此因,以Nikon D90 Kit為例,有效1230萬像素,原色CCD尺寸為23.6 x 15.8 mm,而一般傻瓜相機幾乎不提感光元件尺寸。

CCD與CMOS感光元件的區別

感光元件有二種,CCD感光耦合元件(Charge Coupled Device)和CMOS互補金屬氧化半導體(Complementary Metal-Oxide Semiconductor),兩者最大的不同在於放大器的位置和數量,此傳送訊號結構上的差異造就彼此性質不同:

  CCD CMOS
結構 分離設計
感光器→專屬通道→統一放大
感光器連結放大器→個別放大→整合資料
影像品質 高(銳利度、色澤、對比與亮度效果)
解析度
(結構複雜度低)

(新技術擺脫面積限制,可達全片幅)
靈敏度
(感測最亮與最暗範圍大)

(感光開口小,Fill Factor 感光開口較大)
信號傳輸 不失真(專屬通道設計) 易失真
雜訊比 低(單一放大器主控) 高(多元放大器,誤差大)
ISO 感光度
(每個畫素含放大器與A/D轉換電路,壓縮感光面積)
耗電量 高(需多組電源驅動) 低(單一電源驅動)
反應速度
成本
(高度客製化製程,被美日壟斷,良率低)

(製造容易,使用標準半導體製程)
整合度 高(可將週邊電路整合在單一個晶片上)
傳輸速度
體積

 

選購重點

早期CMOS影像品質較差,主要應用在低階產品,如手機相機、網路監視器等;隨著技術更新,藉「Fill Factor CMOS」技術,感光開口加大、提升敏感度和降低雜訊,已朝高階相機發展。新一代的CCD則朝向低耗電,以期進入照相手機的市場,使得CCD與CMOS的 差異逐漸縮小。
CCD的設計與性能較固定,把產品的畫質特性直接套用就搞定,像Nikon、PENTAX的中階以下機種,幾乎都彩用CCD,只有高階機種,才會花大心力去調整相關的性能表現。
CMOS設計比較彈性多樣化,Canon因為有自己的半導體技術,產品著重在CMOS的改良,使用CMOS必須對對調校功力很有心得,否則差距會很大,同 級採用CCD的相機,通常畫質差異不大,但採用CMOS,通常可看得出有一點差距…不同的感光元件有不同的色彩及畫質的呈現,就算不同的廠牌使用相同的感 光元件,因各廠牌相機內影像處理軟體不同,所呈現的效果也會不同,如果難以抉擇,選擇面積較大的,大致不會錯,希望大家在選購相機時,直接跳過畫素這一 項,看其他的規格吧!

作者:飛盟廣告設計 印刷 經理/王焜台

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