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新型传感器技术文献课 Super CCD、背照式CMOS以及混合图像传感器BCMD 参考文献 一、图像传感器的简单介绍及其发展趋势 数码相机画质是由哪些因素决定的？ 1.2 图像传感器的介绍 图像传感器的作用：将不同强度的光线转换为不同幅度的图像信号。 图像传感器上的一个光敏单元叫做一个像点 像 点 越 多图像分辨率越高。 最常用的图像传感器为：CCD和CMOS。 1.5 CCD与CMOS的对比及其发展趋势 二 Super CCD 2.4 超级CCD色彩处理 2.5 当前Super CCD 3.2 背照式CMOS的原理 三 背照式CMOS（BSI） 3.3 BSI与FSI的模拟与实验对比 图18 BCMD色彩原理 4.3 BCMD讨论以及测试 噪音来源：Johnson 噪声，复位噪声， kTC噪声 图19 BCMD封装图 图20 BCMD的测试结果 * 报告人：何旭栋 [1]程开富. CCD固体摄像器件的发展现状[J].集成电讯,2004,3:31-38. [2]Kenju Horit,T.Kuroda,Y.Matsuda,T.Kljrijala. A Very Small “Super-8”Format CCD Imager for Single-Chip Color Camera[J]. IEEE,1985(32):1446-1450. [3]杨博雄,肖莺.超级CCD的基本原理与关键技术[J].技术与应用,2005,2:25-28. [4]Tom Joy,Sunggyu Pyo,Sunghyung Park,etal. Development of a Production-Ready,Back-Illuminated CMOS Image Sensor with Small Pixels[J]. IEEE,2007,07:1007-1010. [5]Jaroslav Hynecek,Member,etal.BCMD-An Improved Photosite Structure for High-Density Image Sensors[J].IEEE,1991(38):1011-1020. 1.1 研究图像传感器的意义 1、镜头：光线到达传感器之前是要通过镜头 。 2、传感器 3、数据处理方面：从传感器出来的数据还是要经过数码相机内部的处理器来进行处理才能得到最终的照片数据 。 这与人眼的结构十分相似，镜头相当于眼球，传感器就象视网膜，而数据处理起着大脑的作用。这其中，视网膜是决定接收到的图像的质量好坏与否的关键部件，相对应地，传感器也是数码相机中的关键部件。 1.3 CCD图像传感器的简单回顾 首先芯片的成像单元在一定光照下形成电荷积累光子转电子，然后在一组时序脉冲的控制下电荷被转移到读出寄存器中转换为图像信号后传输到芯片的外围电路，经外围电路模拟放大和模数转换后最后输出到数字信号处理电路作进一步处理。 1.4 CMOS的简单介绍 CMOS属于有源像素传感器。其光子转电子，电子转电压及缓冲放大等作用都是在成像单元内完成的成像单元的电路构成如图1所示。图1中D为光电二极管，作用是将光子转换为电子。T2是源极跟随器，起电压缓冲和电流放大作用。T3工作于开关状态，在行地址脉冲的控制下将T2源极上的电压信号选通到列缓存器中。然后经放大和数模转换后输出到电路。 图1 CMOS有源像素单元 CCD传感器在灵敏度、分辨率、噪声控制方面都优于CMOS; CMOS传感器具有低成本、低功耗以及高整合度的特点。 高端成像（像素1400万以上）：CCD； 500-1400万像素：CCD和CMOS都可，更多的是用CMOS解决； 500万像素以下：CMOS传感器完全占领市场。 CCD的新技术为：Super CCD； CMOS的新技术为：背照式CMOS； 但是总的发展趋势可能为：1、CMOS可能成为主导地位；2、CCD和CMOS技术相互结合，混合图像传感器BCMD，兼有CCD和CMOS技术两者的优点。 对自然景色平均空间频率特性研究表明:地心引力使空间频率的功率主要集中于水平、垂直方向,要有效捕获视觉信息,眼睛在这些位置需更灵敏。同样,CCD水平轴、垂直轴分辨力也是决定器件分辨力关键,而对角线高频特性损失对图像质量影响极小。 传统CCD像素单元排列呈矩形, 像素间水平、垂直距离比像素本身对角线长,这种结构使CCD在像素对角线方向获得好的图像质量。而水平轴、垂直轴方向分辨力才是影响CCD分辨力的关键, 对角线高频特性损失对图像质量影响极小。显然, 传统CCD像素单元排列结构有待改进。 2.1 Super CCD产生背景 改进方案：CCD像素单元旋转45
蜂窝状排列, 提高水平轴、垂直轴分辨力, 配合其它技术