数码相机的工作原理

2-(1) CCD影像传感器

CCD传感器的种类，可分为Full Frame、 Frame Transfer (FT)、 Interline Transfer（IT）3种，以下将分别介绍这三种CCD。
Full Frame
Full Frame是三者中架构最简单者，由于整个传感器的都是感光区域，可以用于长时间，曝光的超高像素影像传感器等特殊用途。

Frame Transfer（FT）
FT方式采用两个数组方块区域，一是曝光区，另一是不透明储存区， FT方式适用于读取速度需比Full Frame方式更快的高阶CCD影像传感器，近来Philips与Sanyo即强调FT方式的技术优异性，连手进军消费型数码相机市场。原则上，FT方式CCD其每个像素的受光面积较大，所以要提高感度及饱合输出电压较容易，但是会产生蓝光感度较低、 smear高的问题，这是因为采FT方式时，每个像素的开口率较高所致、一般认为FT方式可以较IT方式获得更佳的画质，对照IT方式CCD必须采用微镜头来提高感度， FT方式CCD却无此需要，所以FT方式在高画素数码相机产品的应用，将会愈来愈广。

Interline Transfer （IT）
IT是目前通用的处理方式， CCD包含多个直条状数组，并由曝光区及储存区间隔组成。目前在数码相机、 PC Camera、摄录像机上用的CCD传感器，主要是采IT的转送方式，因为其数据读取速度较快，透过采用微镜头，可达到与FT方式CCD相同的实质开口率。
目前，数码相机的CCD传感器，主要采用IT方式。尽管300万像素以上数码相机今年以来相继上市，但画质与传统相机相比仍有差距，主要原因是CCD的动态范围（ Dynamic Range）窄；动态范围代表一张相片中，最明亮处与最黑暗处之间差距所能表现的程度，另一问题是景深的表现力较差。动态范围窄，一直是CCD传感器的弱点，但由于FT方式CCD其每个感光组件的感光面积，是IT方式CCD的2倍，相对提高FT方式CCD的动态范围，同时， FT方式CCD的构造比较简单，在景深表现方面也较IT方式为佳。
CCD传感器的未来发展方向，不能单单只考虑小型化及高画素化，以FT方式达到与传统相机相匹敌的丰富表现能力，也是CCD真正需要达到的目标之一。各种影像感测组件的特性比较请参考下表1。
表1：各种影像传感器的特性比较：