SuperCCD EXR技术深度解析
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图像传感器是这么来工作的
按照类型来划分，图像传感器分为两大阵营，就是我们熟知的CCD与CMOS。
CCD（Charge Coupled Device，电荷耦合器件）是目前广泛应用于民用数码相机领域的图像感光技术，它由感光二极管制成，能将接收到的光信号转变为自由电荷，在经过模数转换器变成数字信号，送给后续的图像处理电路使用，终我们在存储卡中保存的就是经过图像处理电路处理之后的标准文件，如RAW、JPEG等。
众所周知，视网膜在我们的眼睛中起着同样的作用：大家之所以能够看到外面的世界，是因为视网膜中有感应光线强度的杆细胞和感应光线色彩的锥细胞，它们共同作用的结果便是将外界的光信号变化变成生物体能够识别的神经冲动，终在大脑里面形成图像。
对于CCD来说，感光二极管只具备感应光线强度的能力，并不能够分辨出颜色信息来。所以在CCD的成品电路上，感光二极管上面还需要安置一层滤色膜，这层膜存在的意义就是将三原色光分离出来，于是就有了如图1所示的“三明治结构”。
图1 CCD传感器的三明治结构
图解说明：在工作时，光线会照射到CCD上，通过透镜层进行汇聚，再经过滤色层分色，后每个感光二极管根据光线强度的不同，产生数量不等的自由电荷，并寄存在旁边的电路寄存器中。当曝光结束的时候，统计电路就会统计每一个感光点寄存器处的电荷数量多少。按照一行一行的顺序，每个感光点寄存器里面的电荷像“排队体检”一样被释放出来，经过电路放大，模拟信号转成数字信号，我们就知道了该处的信号值。
我们可以看到，整个过程中关键的就是感光二极管，其灵敏度越高，在受到光照时就可以释放出更多的电荷，这就可以给拾取工作带来很大的方便，因为数量多了之后，我们就很容易对它们进行分级，然后每一级对应一个灰度信息。举个例子来讲，在拍摄晴朗的天空时，白云的亮度是非常高的，那么每个感光二极管可以产生数以十万计的电荷；而在拍摄漆黑的夜空时，可能同样的时间内，每个感光二极管只能产生十来个电荷，这就给后面的拾取分类流程带来不小的麻烦。
图2 CCD与CMOS之间的差异
CMOS（Complementary Metal-Oxide Semiconductor，互补金属氧化物半导体)和CCD在感光层上的技术是很类似的，都利用了前面提到的“三明治结构”。所不同的地方在于CCD为了能够保存电荷并进行后面的移位传递，采用了特殊的半导体技术；而CMOS图像传感器不再采用电荷移位传递的方法，而是改为在每个感光点后面都安置一套放大和模数转换电路，因此感光点寄存器存储的是数字信号。
CMOS传感器在后扫描数据时，会像读取内存数据一样扫描整个图像传感器的数据寄存器，终得到整个图片信息。虽然CCD和CMOS在工作原理上略有区别，但是在图像感光这一块，原理是类似的。
