super CCD

SUPER CCD是由富士公司獨家推出的，它並沒有採用常規正方形二極管，而是使用了一種八邊形的二極管，像素是以蜂窩狀形式排列，並且單位像素的面積要比傳統的CCD大。將像素旋轉45度排列的結果是可以縮小對圖像拍攝無用的多餘空間，光線集中的效率比較高，效率增加之後使感光性、信噪比和動態範圍都有所提高。富士公司宣稱，SUPER CCD可以實現相當於ISO 800的高感度，信噪比比以往增加30%左右，顏色的再現也大幅改善，電量消耗減少了許多。富士公司宣稱SUPER CCD可與多40%像素的傳統CCD的分辨率相媲美， SUPRE CCD打破了以往CCD有效像素小於總像素的金科玉律，可以在240萬像素的SUPER CCD上輸出430萬像素的畫面來。因此，富士公司和他們的SUPER CCD一推出即在業界引起了廣泛的關注。

在傳統CCD上為了增加分辨率，大多數數碼相機生產廠商對民用級產品採取的辦法是不增大CCD尺寸，降低單位像素面積，增加像素密度。我們知道單位像素的面積越小，其感光性能越低，信噪比越低，動態範圍越窄。因此這種方法不能無限制地增大分辨率。如果不增加CCD面積而一味地提高分辨率，只會引起圖象質量的惡化。但如果在增加CCD像素的同時想維持現有的圖象質量，就必須在至少維持單位像素面積不減小的基礎上增大CCD的總面積。但目前更大尺寸CCD加工製造比較困難，成品率也比較低，因此成本也一直降不下來。

傳統CCD中的每個像素由一個二極管、控制信號路徑和電量傳輸路徑組成。SUPER CCD採用蜂窩狀的八邊二極管，原有的控制信號路徑被取消了，只需要一個方向的電量傳輸路徑即可，感光二極管就有更多的空間。SUPER　CCD在排列結構上比普通CCD要緊密，此外像素的利用率較高，也就是説在同一尺寸下，SUPER CCD的感光二極管對光線的吸收程度也比較高，使感光度、信噪比和動態範圍都有所提高。

那為什麼SUPER CCD的輸出像素會比有效像素高呢？我們知道CCD對綠色不很敏感，因此是以G－B－R－G來合成。各個合成的像素點實際上有一部分真實像素點是共用，因此圖象質量與理想狀態有一定差距，這就是為什麼一些高端專業級數碼相機使用3CCD分別感受RGB三色光的原因。而SUPER　CCD通過改變像素之間的排列關係，做到了R、G、B像素相當，在合成像素時也是以三個為一組。因此傳統CCD是四個合成一個像素點，其實只要三個就行了，浪費了一個，而SUPER CCD就發現了這一點，只用三個就能合成一個像素點。也就是説，CCD每4個點合成一個像素，每個點計算4次；SUPER CCD每3個點合成一個像素，每個點也是計算4次，因此SUPER CCD像素的利用率較傳統CCD高，生成的像素就多了。

我們先來介紹下CCD傳感器，CCD雖然成像質量好，但是成本高，使用中也比較費電。以前在攝像機都是標清的時代，應用在攝像機裏的CCD圖像傳感器通常以十萬像素為單位，比如40萬像素的CCD，基本就是標清720*576分辨率了。隨着高清數碼攝像機普及，CCD的像素開始增多，但是還沒有多少機型的CCD達到百萬像素的時候，新的CMOS圖像傳感器開始大舉佔領圖像傳感器領域。

CDD鏡頭在很多攝像機或者攝像頭中使用，CCD主要材質為硅晶半導體，基本原理類似CASIO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。按照相機的原理簡單的説，當CCD表面接受到快門開啓，鏡頭進來的光線照射時， 即會將光線的能量轉換成電荷，光線越強、電荷也就越多，這些電荷就成為判斷光線強弱大小的依據。CCD元件上有通道線路，將這些電荷傳輸至放大解碼原件，就能還原 所有CCD上感光元件產生的訊號，並構成了一幅完整的畫面。相對於數碼攝像機，又增加了電子快門，把連續的畫面根據所記錄的格式或特殊用途分解成所需的每秒25、30、60或更多個畫面。

CMOS對抗CCD的優 ^[1]  勢在於成本低，耗電需求少,便於製造, 可以與影像處理電路同處於一個晶片上。CMOS發展的很快，像素數量也增速很快，目前在攝像機領域使用的高端CMOS，很多都達到了1080*1920全高清分辨率。有些家用數碼攝像機的CMOS像素數量也達到近1000萬。管道內窺鏡使用CMOS鏡頭尤其非常多的優點，較CCD來説，CMOS有成本低、省電的特點，隨着成像質量不斷提高，越來越廣泛被使用在家用、專業甚至廣播級的攝像機中。CMOS和CCD一樣是在數碼設備記錄光線變化的半導體，外觀上幾乎無法分別。CMOS的製造技術和CCD 不同，比較接近一般電腦晶片。

對民用級的SUPER CCD來説，240萬像素的民用級SUPER CCD無法達到其標稱的430萬輸出像素。SUPER CCD對像素的利用率比CCD高33%，因此其輸出像素也應該比CCD高33%。輸出像素大概相當於320萬（240×133%=320萬）。而4900標稱的輸出尺寸是430萬像素，是使用了插值技術。