CCD/CMOS图像传感器解析：水平分辨率详解与光学因素影响

本文档深入探讨了水平分辨率的概念及其与像素数的关系，特别是在CCD（Charge-Coupled Device，电荷耦合器件）和CMOS（Complementary Metal-Oxide-Semiconductor，互补金属氧化物半导体）图像传感器中。水平分辨率，作为图像质量的关键参数，直接影响图像的清晰度，尤其是在宽屏电视和数码设备中。 首先，水平分辨率的定义与垂直分辨率不同，后者主要受扫描线数和CCD动作方式的影响。对于支持跳跃扫描的帧读出和场读出技术，两者之间的垂直分辨率有所区别。场读出由于在垂直CCD中对信号电荷进行混合，导致分辨率相较于帧读出有所下降，分别对应大约490条和340条电视线。在实际应用中，分辨率的测定通常需要参照标准分辨率表格，并在满视场角摄影中进行。 对于黑白图像传感器，特别是那些遵循电视制式（纵横比为4:3）的情况，水平像素数的三分之二理论上决定了水平分辨率，用公式R=0.75N表示。然而，现实中的光学因素，如光学低通滤波器和镜头分辨率，会降低这一理论值。在单板式彩色CCD传感器中，分辨率还会受到彩色滤光片的影响，其分辨率一般低于同等像素数的黑白CCD，通过经验值α来量化这种差距。 作者米本和也的日文原著《CCD/CMOS图像传感器基础与应用》详细介绍了这两种传感器的工作原理、构造、特性以及广泛应用。这本书不仅适用于图像传感器领域的工程师和技术人员，还适合研发和设计人员以及相关专业的大专院校师生。书中通过丰富的插图，使复杂的技术内容变得易于理解，特别关注了随着片上系统发展而备受期待的CMOS图像传感器的应用前景。 了解水平分辨率不仅是视频和图像质量的关键，也是理解CCD和CMOS技术在现代电子产品中的核心作用的重要一环。通过深入研究这些原理，可以优化设计出更高质量的图像采集设备，推动科技进步和消费者体验的提升。