第7講CCD / CMOS 尺寸大小與說明 - 360doc个人图书馆

業界通用的規範就是1英吋 CCD Size = 長12.8mm X 寬9.6mm = 對角線為16mm 之對應面積。

透過國中數學中的『畢式三角定理』，可得出該三角之三邊比例為4：3 ... 抚琴听雨/CCD與CMOS感光.../第7講CCD/CMOS尺寸大小與說明 转Word 全屏 打印 修改 转藏+1 分享 QQ空间 QQ好友 新浪微博 微信扫一扫 大   中   小 第7講CCD/CMOS尺寸大小與說明 2009-05-18  抚琴听雨 展开全文 Size大小真的有差！         CCD和CMOS的製造過程和電子半導體技術息息相關，不同於傳統底片採用化學製程，CCD感光原件是在晶圓上（Circulardisk）藉由加工技術『蝕刻』出來（見上圖）。

90年代初期CCD規格較沒有統一，因此呈現混亂的局面，特別是發展廠商希冀以不同的生產技術和切割方式創造最佳利潤，以至於特殊規格出現導致例外的發展。

市場優勝劣敗的淘汰下，現今量產CCD的公司只剩下：SONY、Philps、Kodak、Matsushita、Fuji、SANYO和Sharp，相關技術和規格幾乎已由日本廠商統一制訂。

畫素多寡與尺寸大小沒有絕對關係         同學們觀看DSC相關技術和測試報告時，常困惑的問題在於CCDSize尺寸的判讀。

大多數的直觀想法認為CCD的畫素越大，所需空間應該越多，相對的CCD的面積尺寸應該越大！對照目前的生產技術來說，這個觀念是『對』也是『不對』。

事實上，畫素開口面積大小與線路佈局精細度才是影響CCD尺寸的關鍵因素；也就是說，當製程技術越精密，線路所需佔得的空間就越小，相對畫素開口面積固定下，可以靠得更緊密，也就可以達到進一步縮小面積的目的（參考上示意圖：線路密度（間隙）0.9μm與0.4μm的差異）。

           此外，五百萬畫素的表現是否一定優於四百萬畫素，其實也不盡然，端看CCD的設計佈局。

我們參考上圖畫素與CCD面積之相對關係，5MP:1/1.8英吋v.s.4MP：1/1.8英吋，四百萬畫素的開口率或稱為FillFactor（光填充率）就比5MP來得大，相對的感光能力上要比5MP來得強；不過，解像力上當然還是5MP畫素的感光元件較優。

CCD Size影響成本與設計         越來越多的LCD寬螢幕為了滿足人類視覺比例，跳脫傳統4：3的規格走向16：9/16：10更寬廣的界線。

然而，大多數DSC消費型數位相機的CCD長寬比，依然沿襲1950年代電視規格標準剛制訂時4：3的標準（3：2主要仍為DSLR數位單眼機身所採用，另中片幅、專業數位機背享有1：1之正方形特殊規格）。

主要是這方面設計變更不僅會影響成本，也會牽動至後續相機與鏡頭的設計。

       對照頁首的右圖中，我們可以明顯的發現，CCD畫素開口的大小對於生產成本和感光度之影響。

左方的晶圓規格為2Megapixel,13mmpixel,ISO200-1600Imager(31per6inchwafer)/右方的規格則是CCDSize：1/2英吋Format,2Megapixel,4.5mmpixel,ISO50-100Imager(300per6inchwafer)。

一來一往之間差距高達269塊CCD，而ISO感光能力的差距也擴大至16倍（同為兩百萬畫素，單位畫素開口大小不同）。

由此可看出在同樣6吋晶圓之製程之中，不同設計所能節省下的成本和增加的產能。

       不過，這些CCDSize數據和說明多半都不會列在數位相機的規格表之中，因為這牽涉到更深一層的相機成本制訂和性能表現（單CCD的基本規格並不一定能決定後續製作出數位相機的表現，還必須視數位相機內部的韌體設計與計算回路而定）。

所能提供給消費者的僅有基本畫素（總畫素）和尺寸大小的縮稱！然而，聰明同們還是有可能透過公式直接演算回原始資料。

規格表中的CCDSize資訊        簡單的說『CCDSize』並不是什麼新名詞，其使用的單位與用來解釋你家中14、30吋電視螢幕大小之面積比例道理是完全一致。

基本上，常用的CCD尺寸並不是『單位』而是『比例』！要瞭解CCDSize，首先必須先認識在工程師眼中『1英吋』的定義是什麼？業界通用的規範就是1英吋CCDSize=長12.8mmX寬9.6mm=對角線為16mm之對應面積。

透過國中數學中的『畢式三角定理』，可得出該三角之三邊比例為4：3：5；換句話說，我無須給你完整的面積參數，只要給你該三角形最長一邊長度，你就可以透過簡單的定理換算回來。

有了固定『單位』的CCD尺寸就不難瞭解餘下CCDSize比例定義了，例如:1/2"CCDSize的對角線就是1"的一半為8mm，面積約為1/4，1/4"就是1"的1/4，對角線長度即為4mm。

CCDSize的表達慣例        目前市面上消費型數位相機的數量幾乎佔掉了總產量的7成，這一類型的特色多是輕薄短小，使用AspectRatio長寬比皆為4：3，清一色都是1"以下的設計；比較常見的有：1/3.2"、1/3"、1/2.7"、1/2"、1/1.8"、2/3"等。

至於，等同傳統底片面積的CCD或CMOS因為所使用的長寬比由4：3放成3：2，就不以『英吋』作為表達方式，而改為FullFrame或35mmFilmSize（面積：36×24mm）直接稱呼，比這小一號的或稱為APS（25.1×16.7mm） /APS-Csize（23.7×15.6mm）也是同樣的道理。

近來，為了補足APS-C以下的CCD尺寸空間，由日本Olympus主導的4/3系統（比一般消費型數位相機的1吋型CCD再大上1/3（22.5÷16mm）），但比例不是3：2而是4：3，是故沿用『英吋』的稱法，命名為4/3或是1又1/3系統（見下圖比例說明）。

此inch與彼inch？        同學提問：已知1英吋=2.54公分=25.4mm,而一般吋數表示應為對角線n吋就是等於n*2.54公分。

但根據Mr.OH!講座中所述:『1英吋CCDSize=長12.8mmX寬9.6mm=對角線為16mm....』並無法與1英吋=25.4mm之既定單位相產生關聯，理由為何呢？       Mr.OH!要回答這個問題必須把鏡頭拉回去1950年代從第一代電視機剛從實驗室誕生的時候開始講起，那個時期的電視機和現在所使用的CRT或稱映像管電視原理上大同小異，但有一個最大不同點就是那時候的螢幕是『圓』的！對於那個時候的電視工程師來說，從Tube中發射出來的電子線本就會繞著圓形軌道散佈，因此，將螢幕做成圓形是理所當然的事。

如果，同學有機會回顧二次大戰的電影，那時候雷達螢幕，也就是CRT應用最多的地方，第一代電視也就是那樣的造型。

不過，對於大多數的消費者來說，圓形螢幕實在太難適應了，最終還是將螢幕裁成『方』型，已爭取大眾的認同。

而如何在『圓中取方』得到最大的面積，後來的工程學界看法不一定相同，但通常裁切比例維持在1.4～1.6之間（見上表），這之中並沒有一定的數學關係式，主要的問題則是在避免圓形投射下，出現暗角的畫面。

不過，在描述尺寸大小時，仍繼續維持50年代的傳統，把『圓』形概念套用到『方』型螢幕上，以英吋來表達。

久而久之，已經很少人能記得起最初圓形的概念，而持續將方形16mm的對角線作為『英吋』的代表單位了。

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CCD和CMOS的制造过程和电子半导体技术息息相关，不同于传统底片采用化学...Sensor尺寸(英吋)集合規格表中的CCDSize資訊簡單的說『CCDSize』並不是什麼新名詞，其使用的單與用來解釋你家中14、30吋電視螢幕大小之面積比例道理完全一致。

基本上，常用的CCD尺寸並不是『單位』而『比例』！要瞭解CCDSiz...CCD尺寸知识先解释一下什么叫CCD尺寸。

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