圖像傳感器主要應(yīng)用產(chǎn)

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1、AI-302 040452 圖 像 傳 感 器 屬 于 光 電 產(chǎn) 業(yè) 里 的 光 電 元 件 類 ， 隨 著 數(shù)碼 技 術(shù) 、 半 導(dǎo) 體 制 造 技 術(shù) 以 及 網(wǎng) 絡(luò) 的 迅 速 發(fā) 展 ， 目前 市 場 和 業(yè) 界 都 面 臨 著 跨 越 各 平 臺(tái) 的 視 訊 、 影 音 、通 訊 大 整 合 時(shí) 代 的 到 來 ， 勾 劃 著 未 來 人 類 的 日 常 生活 的 美 景 。 以 其 在 日 常 生 活 中 的 應(yīng) 用 ， 無 疑 要 屬 數(shù)碼 相 機(jī) 產(chǎn) 品 ， 其 發(fā) 展 速 度 可 以 用 日 新 月 異 來 形 容 。短 短 的 幾 年 ， 數(shù) 碼 相 機(jī) 就 由 幾 十

2、萬 像 素 ， 發(fā) 展 到 、 萬 像 素 甚 至 更 高 。 不 僅 在 發(fā) 達(dá) 的 歐 美國 家 ， 數(shù) 碼 相 機(jī) 已 經(jīng) 占 有 很 大 的 市 場 ， 就 是 在 發(fā) 展中 的 中 國 ， 數(shù) 碼 相 機(jī) 的 市 場 也 在 以 驚 人 的 速 度 在 增長 ， 因 此 ， 其 關(guān) 鍵 零 部 件 圖 像 傳 感 器 產(chǎn) 品 就 成為 當(dāng) 前 以 及 未 來 業(yè) 界 關(guān) 注 的 對 象 ， 吸 引 著 眾 多 廠 商投 入 。 圖 像 傳 感 器 主 要 應(yīng) 用 產(chǎn) 品手 機(jī)攝像頭數(shù)碼相機(jī)數(shù)碼攝像機(jī) 圖 像 傳 感 器 的 基 本 知 識(shí) 1： 什 么 是 圖 像 傳 感 器 圖 像

3、 傳 感 器 是 傳 感 技 術(shù) 中 最 主 要 的 一 個(gè) 分 支 ， 廣 泛應(yīng) 用 于 各 種 領(lǐng) 域 ， 它 是 PC 機(jī) 多 媒 體 世 界 今 后 不 可缺 少 的 外 設(shè) ， 也 是 保 安 器 件 ， 包 括 光 電 鼠 標(biāo) 、 支 持?jǐn)?shù) 碼 照 相 技 術(shù) 的 手 機(jī) 以 及 消 費(fèi) 電 子 、 醫(yī) 藥 和 工 業(yè) 市場 中 的 各 種 新 應(yīng) 用 。 每 種 應(yīng) 用 都 有 其 獨(dú) 特 的 客 戶 系統(tǒng) 要 求 。 圖 像 傳 感 器 的 基 本 知 識(shí) 2： 圖 像 傳 感 器 的 分 類 以 產(chǎn) 品 類 別 區(qū) 分 ， 圖 像 傳 感 器 產(chǎn) 品 主 要 分 為 （ Ch

4、arge Coupled Device ， 電 荷 耦 合 元 件 ） 、 S（ Complementary Metal-Oxide Semiconductor ， 金 屬 氧 化 物 半 導(dǎo) 體 元 件 ） 以 及CIS(Contact Image Sensor) 接 觸 式 圖 像 傳 感 器 三種 。 這 里 將 主 要 簡 介 以 及 傳 感 器 的技 術(shù) 和 產(chǎn) 業(yè) 發(fā) 展 現(xiàn) 狀 。 圖 像 傳 感 器 的 發(fā) 展 現(xiàn) 況 一 、 圖 像 傳 感 器 CCD： 電 荷 藕 合 器 件 圖 像 傳 感 器 CCD（ Charge Coupled Device） ， 它 使 用 一 種

5、高 感 光 度 的 半 導(dǎo) 體 材 料 制 成 ， 能 把 光 線 轉(zhuǎn) 變 成 電 荷 ， 通 過 模 數(shù)轉(zhuǎn) 換 器 芯 片 轉(zhuǎn) 換 成 數(shù) 字 信 號 ， 數(shù) 字 信 號 經(jīng) 過 壓 縮 以 后 由 相 機(jī) 內(nèi)部 的 閃 速 存 儲(chǔ) 器 或 內(nèi) 置 硬 盤 卡 保 存 ， 因 而 可 以 輕 而 易 舉 地 把 數(shù)據(jù) 傳 輸 給 計(jì) 算 機(jī) ， 并 借 助 于 計(jì) 算 機(jī) 的 處 理 手 段 ， 根 據(jù) 需 要 和 想像 來 修 改 圖 像 。 CCD由 許 多 感 光 單 位 組 成 ， 通 常 以 百 萬 像 素 為 單位 。 當(dāng) CCD表 面 受 到 光 線 照 射 時(shí) ， 每 個(gè) 感

6、 光 單 位 會(huì) 將 電 荷 反 映 在組 件 上 ， 所 有 的 感 光 單 位 所 產(chǎn) 生 的 信 號 加 在 一 起 ， 就 構(gòu) 成 了 一幅 完 整 的 畫 面 。 CCD傳感 器 工 作 原 理 在 CCD傳 感 器 中 ， 大 部 分 功 能 在相機(jī) 的 印 刷 電 路 板 中 生 成 。 如 果 應(yīng)用需 要 變 化 ， 設(shè) 計(jì) 師 只 要 重 新 設(shè) 計(jì)這個(gè) 電 路 板 而 不 必 重 新 設(shè) 計(jì) 圖 象 傳感器 。 傳 感 器 有 以 下 優(yōu) 點(diǎn) ： 1. 高 解 析 度 （ High Resolution） ： 像 點(diǎn) 的 大 小 為 m級 ， 可感 測 及 識(shí) 別 精 細(xì)

7、物 體 ， 提 高 影 像 品 質(zhì) 。 從 早 期 1寸 、 1/2寸 、 2/3寸 、 1/4寸 到 最 近 推 出 的 1/9寸 ， 像 素 數(shù) 目 從 初 期 的 10多 萬 增 加到 現(xiàn) 在 的 400 500萬 像 素 ； 2. 低 雜 訊 （ Low Noise） 高 敏 感 度 ： 具 有 很 低 的 讀 出 雜訊 和 暗 電 流 雜 訊 ， 因 此 提 高 了 信 噪 比 （ SNR） ， 同 時(shí) 又 具 高 敏 感度 ， 很 低 光 度 的 入 射 光 也 能 偵 測 到 ， 其 訊 號 不 會(huì) 被 掩 蓋 ， 使 的 應(yīng) 用 較 不 受 天 候 拘 束 ； 3. 動(dòng) 態(tài) 范

8、 圍 廣 （ High Dynamic Range） ： 同 時(shí) 偵 測 及 分 辦 強(qiáng)光 和 弱 光 ， 提 高 系 統(tǒng) 環(huán) 境 的 使 用 范 圍 ， 不 因 亮 度 差 異 大 而 造 成信 號 反 差 現(xiàn) 象 。 4. 良 好 的 線 性 特 性 曲 線 （ Linearity） ： 入 射 光 源 強(qiáng) 度 和 輸 出訊 號 大 小 成 良 好 的 正 比 關(guān) 系 ， 物 體 資 訊 不 致 損 失 ， 降 低 信 號 補(bǔ)償 處 理 成 本 ； 高 光 子 轉(zhuǎn) 換 效 率 （ High Quantum Efficiency ） ：很 微 弱 的 入 射 光 照 射 都 能 被 記 錄

9、下 來 ， 若 配 合 影 像 增 強(qiáng) 管 及 投光 器 ， 即 使 在 暗 夜 遠(yuǎn) 處 的 景 物 仍 然 還 可 以 偵 測 得 到 ； 5. 大 面 積 感 光 （ Large Field of View） ： 利 用 半 導(dǎo) 體 技 術(shù) 已可 制 造 大 面 積 的 D晶 片 ， 目 前 與 傳 統(tǒng) 底 片 尺 寸 相 當(dāng) 的 35mm的 已 經(jīng) 開 始 應(yīng) 用 在 數(shù) 碼 相 機(jī) 中 ， 成 為 取 代 專 業(yè) 有 利 光 學(xué)相 機(jī) 的 關(guān) 鍵 元 件 ； 光 譜 響 應(yīng) 廣 （ Broad Spectral Response） ： 能 檢 測 很 寬 波 長 范圍 的 光 ， 增

10、加 系 統(tǒng) 使 用 彈 性 ， 擴(kuò) 大 系 統(tǒng) 應(yīng) 用 領(lǐng) 域 ； 6. 低 影 像 失 真 （ Low Image Distortion） ： 使 用 CCD感 測 器 ，其 影 像 處 理 不 會(huì) 有 失 真 的 情 形 ， 使 原 物 體 資 訊 忠 實(shí) 地 反 應(yīng) 出 來 ； 7. 體 積 小 、 重 量 輕 ： CCD具 備 體 積 小 且 重 量 輕 的 特 性 ， 因 此 ，可 容 易 地 裝 置 在 人 造 衛(wèi) 星 及 各 式 導(dǎo) 航 系 統(tǒng) 上 ； 8. 低 秏 電 力 ， 不 受 強(qiáng) 電 磁 場 影 響 ； 9. 電 荷 傳 輸 效 率 佳 ： 該 效 率 系 數(shù) 影 響

11、信 噪 比 、 解 像 率 ， 若 電荷 傳 輸 效 率 不 佳 ， 影 像 將 變 較 模 糊 ； 10. 可 大 批 量 生 產(chǎn) ， 品 質(zhì) 穩(wěn) 定 ， 堅(jiān) 固 ， 不 易 老 化 ， 使 用 方 便 及保 養(yǎng) 容 易 。 CCD的 發(fā) 展 現(xiàn) 狀 根 據(jù) In-Stat在 時(shí) 對 全 球 圖 像 傳 感 器 的 研 究 報(bào) 告 中 指 出 ， 產(chǎn) 業(yè) 前 七 大 廠 商 皆 為 日 系 廠 商 ， 占 了 全 球 . 的 市 場 份 額 ， 在技 術(shù) 發(fā) 展 方 面 ， 目 前 較 有 特 色 的 主 要 廠 商 應(yīng) 為 索 尼 、 飛 利 普 和 柯 達(dá) 公司 。 飛 利 普 公 司

12、在 產(chǎn) 品 方 面 的 優(yōu) 勢 為 ， 具 有 業(yè) 界 最 大 尺 寸 的 傳 感 器 ， 在 數(shù) 碼 相 機(jī) 的 應(yīng) 用 中 ， 其 mm尺 寸 的 已 經(jīng) 應(yīng) 用 在“ Contax” 的 數(shù) 碼 相 機(jī) 中 ， 成 為 專 業(yè) 數(shù) 碼 相 機(jī) 的 代 言 人 。 其 次 該 公 司還 具 有 獨(dú) 特 的 “ Frame-Transfer CCD” （ 面 掃 描 ） 技 術(shù) ， 該 產(chǎn) 品 在 應(yīng)用 中 ， 可 實(shí) 現(xiàn) 每 秒 - 幅 的 速 率 。 這 是 真 正 視 頻 信 號 的 速 度 。 柯 達(dá) 的 采 用 了 廣 受 好 評 的 （ 氧 化 銦 錫 ） 技 術(shù) ，而 不 是

13、傳 統(tǒng) 的 聚 硅 化 合 物 。 其 特 點(diǎn) 是 敏 銳 度 更 高 ， 透 光 性 比 一 般 提 高 了 ， 對 于 一 般 感 應(yīng) 較 弱 的 藍(lán) 光 以 及 抗 雜 訊 干 擾 方面 有 突 破 性 的 改 善 ， 其 對 藍(lán) 光 感 應(yīng) 能 力 提 高 了 . 倍 ， 同 時(shí) 大 幅 降 低了 雜 訊 干 擾 ， 使 影 像 更 強(qiáng) 銳 利 、 色 彩 更 加 準(zhǔn) 確 ， 為 專 業(yè) 數(shù) 碼 攝 影 提 供了 高 解 析 度 、 銳 利 度 的 影 像 。 傳 統(tǒng) 使 用 的 是 矩 形 的 感 光 單 元 ， 而 富 士 公 司 年 前 研 制 的 “ （ 超 級 蜂 窩 結(jié) 構(gòu)

14、 ） 使 用 的 是 八 邊 形 的 感 光 單 元 ， 使 用 了 蜂 巢 的 八 邊 形 結(jié) 構(gòu) ， 因 此 其 感 光 單 元 面 積 要 高 于 傳 統(tǒng) 。 這 樣會(huì) 獲 得 三 個(gè) 好 處 ， 一 是 可 以 提 高 的 感 光 度 、 二 是 提 高 動(dòng) 態(tài) 范 圍 、三 是 提 高 了 信 噪 比 。 這 三 個(gè) 優(yōu) 點(diǎn) 加 上 更 高 的 生 成 像素 成 為 富 士 公 司 在 數(shù) 碼 相 機(jī) 產(chǎn) 品 上 的 最 大 賣 點(diǎn) 。 二 .CMOS圖 像 傳 感 器 CMOS（ Complementary Metal-Oxide-Semiconductor） ， 互 補(bǔ) 金 屬

15、氧 化 物 半 導(dǎo) 體 CMOS的 制 造 技 術(shù) 和 一 般 計(jì) 算 機(jī) 芯 片 沒 什 么 差 別 ， 主 要 是 利 用 硅和 鍺 這 兩 種 元 素 所 做 成 的 半 導(dǎo) 體 ， 使 其 在 CMOS上 共 存 著 帶 N（ 帶 電 ） 和 P（ 帶 +電 ） 級 的 半 導(dǎo) 體 ， 這 兩 個(gè) 互 補(bǔ) 效 應(yīng) 所 產(chǎn) 生 的電 流 即 可 被 處 理 芯 片 紀(jì) 錄 和 解 讀 成 影 像 。 CMOS傳 感 器 也 可 細(xì) 分為 被 動(dòng) 式 像 素 傳 感 器 （ Passive Pixel Sensor CMOS） 與 主 動(dòng)式 像 素 傳 感 器 （ Active Pixel

16、 Sensor CMOS） 。 CCD和 CMOS采用 類 似 的 色 彩 還 原 原 理 ， 但 是 CMOS傳 感 器 信 噪 比 差 ， 敏 感 度 不夠 的 缺 點(diǎn) 使 得 目 前 CCD技 術(shù) 占 據(jù) 了 數(shù) 碼 攝 影 大 半 壁 江 山 。 不 過 CMOS技 術(shù) 也 有 CCD難 以 比 擬 的 優(yōu) 勢 ， 普 通 CCD必 須 使 用 3個(gè) 以上 的 電 源 電 壓 ， 而 CMOS在 單 一 電 源 下 就 可 以 運(yùn) 作 ， 因 而 CMOS耗電 量 更 小 ， 與 CCD產(chǎn) 品 相 比 ， CMOS是 標(biāo) 準(zhǔn) 工 藝 制 程 ， 可 利 用 現(xiàn) 有的 半 導(dǎo) 體 制 造

17、 流 水 線 ， 不 需 額 外 投 資 設(shè) 備 ， 且 品 質(zhì) 可 隨 半 導(dǎo) 體技 術(shù) 的 提 升 而 進(jìn) 步 ， CMOS傳 感 器 的 最 大 優(yōu) 勢 是 售 價(jià) 比 CCD便 宜 近1/3。 CMOS影 像 傳 感 器 的 另 一 優(yōu) 點(diǎn) ， 是 與 周 邊 電 路 的 整 合 性 高 ， 可 將 ADC與 訊 號 處 理 器 整 合 在 一 起 ， 使 體 積 大 幅 縮 小 。 CMOS傳感 器 工 作 原 理CMOS圖 象 傳 感 器 在 象 素素 內(nèi) 部 完 成 電 荷 電 壓 的轉(zhuǎn) 換 ， 并 且 大 部 分 功 能被 集 成 在 了 傳 感 器 內(nèi) 部。 雖 然 如 此

18、會(huì) 降 低 傳 感器 的 應(yīng) 用 靈 活 性 ， 但 是卻 增 加 了 其 在 惡 劣 環(huán) 境中 的 可 靠 性 。 圖 像 傳 感 器 發(fā) 展 趨 勢 一 .CCD發(fā) 展 趨 勢 1、 CCD傳 感 器 的 像 面 尺 寸 向 集 成 化 各 輕 量 化 方 向 的 發(fā) 展 由于 制 造 CCD傳 感 器 的 硅 片 和 加 工 成 本 都 很 高 ， 所 以 很 希 望 一 片6.5英 寸 的 硅 片 上 光 刻 出 更 多 的 CCD傳 感 器 芯 片 ； 以 由 于 光 刻 機(jī)的 進(jìn) 步 ， 所 以 在 仍 保 持 具 有 很 高 靈 敏 度 的 特 性 下 ， CCD傳 感 器 的尺

19、 寸 向 1/2英 寸 、 1/3英 寸 、 1/4英 寸 、 1/5英 寸 的 方 向 發(fā) 展 。 2、 CCD傳 感 器 向 高 素 數(shù) 、 多 制 式 發(fā) 展 各 種 CCD傳 感 器 的 像 面 尺 寸在 減 少 ， 但 其 像 素 數(shù) 在 增 加 ， 已 由 早 期 的 512（ H） 596(V)向795（ H） 596（ V） 發(fā) 展 ,甚 至 出 現(xiàn) 超 過 百 萬 像 素 的 CCD傳 感 器 。為 提 高 水 平 方 向 和 垂 直 方 向 的 分 辨 能 力 ， 已 從 通 常 的 隔 行 掃 描向 逐 行 掃 描 格 式 發(fā) 展 。 3、 降 低 CCD傳 感 器 的

20、工 作 電 壓 、 減 少 功 耗 在 初 期 研 制 的 CCD攝 像 機(jī) 有 +24V、 +22V、 +17V和 +5V等 ， 目 前 通 用 的 為 +12V。 為 配合 PC攝 像 機(jī) 和 網(wǎng) 絡(luò) 圖 像 傳 輸 的 應(yīng) 用 ， 逐 步 以 +12V和 +5V兩 種 工 作 電 壓 為 主 。 二 .CMOS發(fā) 展 趨 勢 發(fā) 展 趨 勢 之 一 是 減 小 傳 感 器 面 積 ： 一 個(gè) 典 型 的 例 子 就 是 安 裝 于STM Medizintechnik公 司 推 出 的 新 穎 的 一 次 性 結(jié) 腸 鏡 (用 于 檢 測發(fā) 病 率 居 第 二 位 的 癌 癥 )上 的 用

21、 戶 定 制 設(shè) 計(jì) 彩 色 圖 像 傳 感 器BOCA(512 512像 素 ， 每 個(gè) 像 素 的 尺 寸 為 6 m 6 m)。 集 成 時(shí)鐘 發(fā) 生 和 FPN校 正 實(shí) 現(xiàn) 了 一 種 非 常 緊 湊 的 結(jié) 構(gòu) ， 從 而 推 動(dòng) 了 這 種高 度 清 潔 的 患 者 友 好 型 內(nèi) 窺 鏡 檢 查 法 的 誕 生 。 另 一 個(gè) 趨 勢 是 采 用 具 有 極 大 面 積 的 傳 感 器 ， 將 其 作 為 傳 統(tǒng) 、 復(fù)雜 的 X光 片 程 序 的 替 代 方 案 。 利 用 這 種 所 謂 “ 滾 壓 ” 技 術(shù) ， 即 可在 8英 寸 晶 圓 (今 后 還 可 在 12英

22、寸 晶 圓 )上 實(shí) 現(xiàn) CMOS圖 像 傳 感 器 的經(jīng) 濟(jì) 型 生 產(chǎn) 。 這 正 在 加 快 現(xiàn) 代 醫(yī) 學(xué) 圖 像 處 理 方 法 (迄 今 為 止 一 直采 用 的 是 由 非 晶 硅 制 成 的 光 電 二 極 管 陣 列 )的 進(jìn) 步 。 同 樣 ， 分 辨 率 也 始 終 在 提 高 。 CMOS圖 像 傳 感 器 所 適 用 的 頻 譜 范 圍 正 在 變 得 越 來 越 寬 。 利 用 進(jìn)一 步 改 良 的 CMOS工 藝 ， 其 感 光 性 可 擴(kuò) 展 至 近 紅 外 (NIR)區(qū) 域 。 這是 通 過 (多 個(gè) )EPI層 來 實(shí) 現(xiàn) 的 ， 而 且 對 多 晶 硅 的

23、 依 賴 程 度 正 日 益 降 低 。 圖 象 傳 感 器 主 要 特 性 參 數(shù) 1 靈 敏 度 （ Responsivity） ： 傳 感 器對 單 位 光 照 積 累 信 號 的 能 力 。 一 般 來 說 ， 由 于 CMOS傳 感 器 的 增 益 部 分 可 以 在 內(nèi) 部 輕 易 實(shí) 現(xiàn) ， 因 此 它比 CCD要 或 多 或 少 地 占 些 優(yōu) 勢 。 兩 者 內(nèi) 部 的 互 補(bǔ) 晶 體 管 電 路 可 以 允 許 低功 耗 、 高 增 益 的 放 大 輸 出 ， CCD相 對 要 消 耗 更 多 的 能 量 。 某 些 CCD生 產(chǎn)商 正 在 通 過 最 新 的 讀 出 放

24、大 技 術(shù) 改 善 這 種 狀 況 。 2 動(dòng) 態(tài) 范 圍 （ Dynamic Range） ： 傳感 器 象 素 達(dá) 到 飽 和 時(shí) 的 電 壓 輸 出 于 其 能夠 響 應(yīng) 的 最 低 光 照 的 電 壓 輸 出 的 比 值 。 通 常 CCD的 動(dòng) 態(tài) 范 圍 比 CMOS傳 感 器 高 出 約 1倍 左 右 。 同 時(shí) ， CCD器件 由 于 芯 片 內(nèi) 部 集 成 器 件 少 而 有 著 更 低 的 噪 聲 輸 出 。 在 外 部 ， 通 過 對 CCD芯 片 的 制 冷 技 術(shù) 、 采 用 更 好 的 光 學(xué) 系 統(tǒng) ， 可 以 實(shí) 現(xiàn) 比CMOS器 件 更 高 的 分 辨 率 和

25、 適 應(yīng) 性 。 3 象 素 均 勻 性 （ Uniformity） ： 在 理 想 均勻 光 照 條 件 下 各 個(gè) 象 素 輸 出 的 差 異 。 理 想 狀 態(tài) 下 各 個(gè) 象 素 在 均 勻 光 照 的 條 件 下 的 輸 出 應(yīng) 當(dāng) 是 相 同 的 ， 但 是由 于 現(xiàn) 有 的 晶 片 工 藝 在 空 間 上 的 差 異 ， 尤 其 是 其 中 的 暇 疪 和 放 大 器 參數(shù) 的 不 一 致 ， 造 成 的 象 素 輸 出 是 非 均 勻 的 。 需 要 注 意 的 是 在 光 照 條 件下 的 均 勻 性 和 接 近 全 暗 條 件 下 的 均 勻 性 （ 譯 者 注 ： 后 者

26、 為 暗 電 流 噪 聲 ）是 兩 個(gè) 不 同 的 概 念 。 CMOS傳 感 器 在 上 述 兩 種 條 件 下 的 均 勻 性 均 處 于 劣勢 ， 這 是 由 于 它 的 每 個(gè) 象 素 都 包 含 一 個(gè) 開 環(huán) 輸 出 放 大 器 ， 而 放 大 器 的增 益 、 偏 置 等 參 數(shù) 在 目 前 的 晶 片 工 藝 下 無 法 達(dá) 到 很 高 的 一 致 性 。 某 些人 甚 至 預(yù) 測 隨 著 幾 何 尺 寸 的 縮 減 和 差 異 的 增 加 ， CCD將 最 終 擊 敗 CMOS傳感 器 。 盡 管 如 此 ， 基 于 反 饋 的 放 大 器 結(jié) 構(gòu) 可 以 在 光 照 條 件

27、 下 對 增 益 和 均 勻 性作 最 佳 的 折 衷 處 理 。 這 種 放 大 器 結(jié) 構(gòu) 可 以 使 得 CMOS傳 感 器 的 光 照 均 勻性 接 近 CCD傳 感 器 的 水 平 。 另 一 方 面 ， CMOS的 放 大 器 在 偏 置 參 數(shù) 上 仍 無 法 保 證 均 勻 性 ， 這 主 要 的表 現(xiàn) 就 是 無 光 照 條 件 下 的 均 勻 性 參 數(shù) 。 盡 管 CMOS的 生 產(chǎn) 商 采 取 各 種 方法 降 低 這 種 非 均 勻 性 ， 但 是 現(xiàn) 在 它 仍 然 無 法 達(dá) 到 CCD的 水 平 。 這 個(gè) 參 數(shù)在 高 速 應(yīng) 用 中 尤 為 重 要 ， 因

28、為 這 種 非 均 勻 性 在 高 速 使 用 時(shí) 將 對 整 體 輸 出 起 到 顯 著 影 響 4 快 門 速 度 ： 開 始 和 結(jié) 束 曝 光 的 能 力 。 這 是 基 本 上 所 有 消 費(fèi) 級 和 大 部 分 工 業(yè) 級 CCD的 標(biāo) 準(zhǔn) 參 數(shù) ， 尤 其 是 在 隔 行 轉(zhuǎn) 移 器 件 中 ，它 也 是 機(jī) 器 視 覺 應(yīng) 用 中 一 個(gè) 極 重 要 的 參 數(shù) 。 CCD可 以 采 用 高 級 的 電 子 快 門 技 術(shù) ， 在損 失 最 小 的 填 充 率 （ 譯 者 注 ： 即 有 效 曝 光 區(qū) 域 和 傳 感 器 有 效 感 光 區(qū) 域 物 理 尺 寸 的比 值 ）

29、 上 達(dá) 到 最 佳 的 折 衷 ， 即 使 是 小 象 素 的 CCD傳 感 器 也 是 如 此 。 5 速 度 ： 由 于 CMOS的 驅(qū) 動(dòng) 部 分 集 成 在 器 件 內(nèi) 部 ， 減 少 了 諸 如 電 感 、 電 容 及 傳 輸 延 時(shí) 等 ， 因此 通 常 可 以 達(dá) 到 比 CCD更 高 的 運(yùn) 行 速 度 。 目 前 CMOS器 件 的 速 度 并 沒 有 達(dá) 到 其 最 高 水平 ， 這 是 因 為 早 期 關(guān) 注 的 焦 點(diǎn) 是 在 對 速 度 要 求 不 高 的 消 費(fèi) 領(lǐng) 域 的 應(yīng) 用 ， 而 CCD通 常應(yīng) 用 于 工 業(yè) 、 科 學(xué) 和 醫(yī) 療 領(lǐng) 域 。 6 窗

30、 口 功 能 ： CMOS傳 感 器 的 一 個(gè) 特 殊 的 功 能 就 是 允 許 讀 出 圖 象 陣 列 的 一 部 分 。 這 有 利 于 提 高 其 掃 描 速 度 。 在 某 些 場 合 的 應(yīng) 用 中 ， 例 如 對 短 時(shí) 間 內(nèi) 物 體 軌 跡 高 精 度 跟 蹤 的 應(yīng) 用 ，需 要 利 用 CMOS器 件 的 這 個(gè) 功 能 。 CCD傳 感 器 通 常 無 法 實(shí) 現(xiàn) 這 個(gè) 功 能 。 7 抗 溢 出 功 能 ： 能 夠 排 耗 局 部 曝 光 過 度 的 電荷 積 累 而 不 影 響 圖 象 其 它 區(qū) 域 的 能 力 。 CMOS傳 感 器 基 本 上 天 然 的

31、就 是 抗 溢 出 的 。 而 CCD則 需 要 增 加 額 外 的 工 程 設(shè)計(jì) 達(dá) 到 這 個(gè) 目 標(biāo) 。 許 多 針 對 消 費(fèi) 應(yīng) 用 的 CCD具 有 抗 溢 出 功 能 ， 而 針 對 科 學(xué)應(yīng) 用 的 則 沒 有 這 個(gè) 功 能 。 8 偏 置 和 時(shí) 鐘 CMOS傳 感 器 通 常 只 需 要 一 個(gè) 偏 置 電 壓 和 一 個(gè) 低 電 壓 時(shí) 鐘 信 號 。 非 標(biāo) 準(zhǔn) 的 偏 置 在 芯片 內(nèi) 部 產(chǎn) 生 并 與 用 戶 接 口 隔 離 ， 除 非 有 一 些 噪 聲 信 號 泄 漏 出 來 。 CCD則 通 常 需 要 相對 高 的 偏 置 電 壓 ， 現(xiàn) 代 的 CCD器 件 工 藝 也 可 以 在 低 電 壓 時(shí) 鐘 下 工 作 。 市 場 產(chǎn) 品 簡 介 最 小 的 CMOS傳 感 器 日 本 Micron公 司發(fā)布 了 其 最 新 研發(fā)的 目前 世 界 上 最 小 的 CMOS圖像傳感 器MT9E001，該圖像傳感 器 尺 寸 大 小為1.75 1.75m，具 有 800萬 像 素 ，最 高分 辨 率 可 達(dá) 到 3264 2448。此 外 ，MT9E001還可 以 支 持 30fps分 辨 率為1600 1200像 素 的動(dòng)態(tài)短 片 拍攝，連拍性 能 也 大 大 提 高 ，可 以 在 最 高 分 辨 率 下達(dá) 到 10張/秒 的連拍 速 度 。