電荷耦合器 (CCD)

CCD 的中文譯作「電荷耦合器」，是在數碼攝影中最為廣泛應用、用來記錄影像訊號的裝置，與傳統相機感光菲林的作用大致相同。

CCD 是半導體元件，於 1970 年在美國貝爾 (Bell) 實驗室發明。 CCD 其實是一組可以進行「光電轉換」的光電體，當光通過鏡頭聚焦形成影像後，CCD便會將影像的光訊號轉換為電訊號（電壓）。光量愈大，釋放出之電子數量便愈多，電訊號亦愈強，像素的顯示則會愈光。

在 CCD 上組成畫面的最小單位被稱為像素，每個光電體亦即等於一個像素。每塊 CCD 所含像素的數目與大小都與影像質素有著直接關係。像素愈高，輸出的影像質素便愈高。

其實，CCD 的像素本身只會對光的強度有反應，對光的色彩則完全沒有分釋能力，所以單純 CCD 本身，只能拍得灰調的影像。如果要拍到彩色的影像，便要在 CCD 的每一個光電體前加上三原色（Primary color, RGB）的濾鏡，使每一個光電體也只能接收和量度其中一種原色的光度強弱：R 濾鏡可讓紅光通過；G 濾鏡只讓綠光通過；B 濾鏡則只準藍光通過。

原色濾鏡在 CCD 上較普遍的排列方式是 RGRG（紅、綠、紅、綠）一行，另一行則是 GBGB（綠、藍、綠、藍），從而便組成分佈平均的 RGB 排列。亦即是業界是為廣泛應用的 GRGB 排列。而另一種常用的排列方式則是 CYGM (Cyan-Yellow-Green-Magenta) 。

但是，雖然 CCD 分別獲得了影像的三原色光度數據，但每格像素也只記錄著其中一種原色的訊號，所以要靠相機內的「彩色插值」（Color interpolation）系統，利用旁邊其他的像素，為每個原色像素計算出其餘兩色的資料。舉例說，如下圖所示，每個紅色像素的旁邊也分別有著 4 個藍色和 4 個綠色像素，像素插值系統會利用這些像素，為中心的紅色像素計算出綠色和藍色的資料。綠色和藍色像素的原理也完全相同。

要注意的是，不同的計算方式對彩色的估計會有所出入，影響影像的最終色彩。當拍攝一些有幼細彩色線條或精密色彩變化的影像時，低級的 CCD 便有可能出現色噪（Color noise）或色紋現象，影響影像質素。