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与主动式像素传感器(Active Pixel Sensor CMOS)。
AI-302 040452 图像传感器属于光电产业里的光电元件类,随着数码技术、半导体制造技术以及网络的迅速发展,目前市场和业界都面临着跨越各平台的视讯、影音、通讯大整合时代的到来,勾划着未来人类的日常生活的美景。以其在日常生活中的应用,无疑要属数码相机产品,其发展速度可以用日新月异来形容。短短的几年,数码相机就由几十万像素,发展到400、500万像素甚至更高。不仅在发达的欧美国家,数码相机已经占有很大的市场,就是在发展中的中国,数码相机的市场也在以惊人的速度在增长,因此,其关键零部件——图像传感器产品就成为当前以及未来业界关注的对象,吸引着众多厂商投入。 图像传感器主要应用产品 图像传感器的基本知识 1:什么是图像传感器 图像传感器是传感技术中最主要的一个分支,广泛应用于各种领域,它是 PC 机多 媒体世界今后不可缺少的外设,也是保安器件,包括光电鼠标、支持数码照相技术的手机以及消费电子、医药和工业市场中的各种新应用。每种应用都有其独特的客户系统要求。 图像传感器的基本知识 2:图像传感器的分类 以产品类别区分,图像传感器产品主要分为CCD( Charge Coupled Device ,电荷耦合元件)、CMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor ,金属氧化物半导体元件)以及CIS(Contact Image Sensor) 接触式图像传感器三种。这里将主要简介CCD以及CMOS传感器的技术和产业发展现状。 图像传感器的发展现况 一、CCD图像传感器 CCD:电荷藕合器件图像传感器CCD(Charge?Coupled?Device),它使用一种高感光度的半导体材料制成,能把光线转变成电荷,通过模数转换器芯片转换成数字信号,数字信号经过压缩以后由相机内部的闪速存储器或内置硬盘卡保存,因而可以轻而易举地把数据传输给计算机,并借助于计算机的处理手段,根据需要和想像来修改图像。CCD由许多感光单位组成,通常以百万像素为单位。当CCD表面受到光线照射时,每个感光单位会将电荷反映在组件上,所有的感光单位所产生的信号加在一起,就构成了一幅完整的画面。 CCD传感器工作原理 CCD传感器有以下优点: 1. 高解析度(High Resolution):像点的大小为μm级,可感测及识别精细物体,提高影像品质。从早期1寸、1/2寸、2/3寸、1/4寸到最近推出的1/9寸,像素数目从初期的10多万增加到现在的400~500万像素; 2. 低杂讯(Low Noise)高敏感度:CCD具有很低的读出杂讯和暗电流杂讯,因此提高了信噪比(SNR),同时又具高敏感度,很低光度的入射光也能侦测到,其讯号不会被掩盖,使CCD的应用较不受天候拘束; 3. 动态范围广(High Dynamic Range):同时侦测及分办强光和弱光,提高系统环境的使用范围,不因亮度差异大而造成信号反差现象。 4. 良好的线性特性曲线(Linearity):入射光源强度和输出讯号大小成良好的正比关系,物体资讯不致损失,降低信号补偿处理成本;高光子转换效率(High Quantum Efficiency ):很微弱的入射光照射都能被记录下来,若配合影像增强管及投光器,即使在暗夜远处的景物仍然还可以侦测得到; 5. 大面积感光(Large Field of View):利用半导体技术已可制造大面积的CCDD晶片,目前与传统底片尺寸相当的35mm的CCD已经开始应用在数码相机中,成为取代专业有利光学相机的关键元件; 光谱响应广(Broad Spectral Response):能检测很宽波长范围的光,增加系统使用弹性,扩大系统应用领域; 6. 低影像失真(Low Image Distortion):使用CCD感测器,其影像处理不会有失真的情形,使原物体资讯忠实地反应出来; 7. 体积小、重量轻:CCD具备体积小且重量轻的特性,因此,可容易地装置在人造卫星及各式导航系统上; 8. 低秏电力,不受强电磁场影响; 9. 电荷传输效率佳:该效率系数影响信噪比、解像率,若电荷传输效率不佳,影像将变较模糊; 10. 可大批量生产,品质稳定,坚固,不易老化,使用方便及保养容易。 CCD的发展现状 根据In-Stat在2001时对全球图像传感器的研究报告中指出,CCD产业前七大厂商皆为日系厂商,占了全球98.5%的市场份额,在技术发展方面,目前较有特色的主要厂商应为索尼、飞利普和柯达公司。 飞利普公司在CCD产品方面的优势为,具有业界最大尺寸的CCD传感器,在数码相机的应用中,其35mm尺寸的CCD已经应用在“Contax”的数码相机中,成为专业数码相机的代言人。其次该公司还具有独特的“Frame-Transfer CCD”(面扫描)技术,该产品在应用
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