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在本篇设计揭密中,我们将审视富士胶片(fujifilm)公司630万像素的finepix e550数码相机所用的电荷耦合器件(ccd)传感器。对一部傻瓜型相机来说,finepix e550的分辨率及其iso 800标准的感光度和1/2,000秒的快门速度令人印象深刻。实际上,为了实现这些性能目标,富士采用了其专有的超级ccd设计制造了其中的传感器。 在数码静止照相机(dsc)市场,成像技术按图像传感器分为两类:ccd和cmos成像器。cmos技术盘踞低端,而高端虽非由ccd独家把持,但它仍是主宰。在富士胶片的超级ccd架构内,传统的x-y阵列被旋转45度,以将像素排成对角线。此举在允许设计师采用相对大的八边光电二极管的同时,优化了空间利用,且与其它设计相比,它支持更细的点阵间距。 富士的设计人员表示,归功于在布局上的改进,其超级ccd传感器能将分辨率、感光性、动态范围、信噪比和色彩逼真度等指标均衡地结合起来。另外,该公司的信号处理技术在光电二极管间生成虚拟像素,所以存储的图像实际上是一个1,230万像素的方格x-y阵列。 富士胶片的ms3895a传感器是其最初于1999年公布的技术的第四代产品。新传感器的像素大小已缩小至2.7平方微米,以改进分辨率。该芯片由fujifilm microdevices在其日本仙台的晶圆厂采用0.35微米、双金属、双多晶硅工艺,在n型基层上埋置p型井的方法制成。在其7.7×9mm的裸片上总共有663万像素,有效像素达630万。借助信号处理增加的虚拟像素,能记录内容的像素总数达1,230万。 该传感器的像素以对角线方式排列。为正确观察像素,也
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。 CMOS:互补性氧化金属半导体CMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor)和CCD一样同为在数码相机中可记录光线变化的半导体。CMOS的制造技术和一般计算机芯片没什么差别,主要是利用硅和锗这两种元素所做成的半导体,使其在CMOS上共存着带N(带–电) 和 P(带+电)级的半导体,这两个互补效应所产生的电流即可被处理芯片纪录和解读成影像。然而,CMOS的缺点就是太容易出现杂点, 这主要是因为早期的设计使CMOS在处理快速变化的影像时,由于电流变化过于频繁而会产生过热的现象。 CCD的优势在于成像质量好,但是由于制造工艺复杂,只有少数的厂商能够掌握,所以导致制造成本居高不下,特别是大型CCD,价格非常高昂。在相同分辨率下,CMOS价格比CCD便宜,但是CMOS器件产生的图像质量相比CCD来说要低一些。到目前为止,市面上绝大多数的消费级别以及高端数码相机都使用CCD作为感应器;CMOS感应器则作为低端产品应用于一些摄像头上,若有哪家摄像头厂商生产的
CCD,(Charge Coupled Device),即“电荷耦合器件”,以百万像素为单位。数码相机规格中的多少百万像素,指的就是CCD的分辨率。CCD是一种感光半导体芯片,用于捕捉图形,广泛运用于扫描仪、复印机以及无胶片相机等设备。与胶卷的原理相似,光线穿过一个镜头,将图形信息投射到CCD上。但与胶卷不同的是,CCD既没有能力记录图形数据,也没有能力永久保存下来,甚至不具备“曝光”能力。所有图形数据都会不停留地送入一个“模-数”转换器,一个信号处理器以及一个存储设备(比如内存芯片或内存卡)。CCD有各式各样的尺寸和形状,最大的有2×2平方英寸。1970美国贝尔实验室发明了CCD。二十年后,人们利用这一技术制造了数码相机,将影像处理行业推进到一个全新领域。 CMOS,(Complementary Metal Oxide Semiconductor),即“互补金属氧化物半导体”。它是计算机系统内一种重要的芯片,保存了系统引导所需的大量资料。有人发现,将CMOS加工也可以作为数码相机中的感光传感器,其便于大规模生产和成本低廉的特性是商家们梦寐以求的。 CCD和CMOS的技术对比 从技术的角度比较,CCD与CMOS有如下四个方面的不同: 1 信息读取方式 CCD电荷耦合器存储的电荷信息,需在同步信号控制下一位一位地实施转移后读取,电荷信息转移和读取输出需要有时钟控制电路和三组不同的电源相配合,整个电路较为复杂。CMOS光电传感器经光电转换后直接产生电流(或电压)信号,信号读取十分简单。 2 速度 CCD电荷耦合器需在同步时钟的控制下,以行为单位一位一位地输出信息,速度较慢;而CMO
CCD,(Charge Coupled Device),即“电荷耦合器件”,以百万像素为单位。数码相机规格中的多少百万像素,指的就是CCD的分辨率。CCD是一种感光半导体芯片,用于捕捉图形,广泛运用于扫描仪、复印机以及无胶片相机等设备。与胶卷的原理相似,光线穿过一个镜头,将图形信息投射到CCD上。但与胶卷不同的是,CCD既没有能力记录图形数据,也没有能力永久保存下来,甚至不具备“曝光”能力。所有图形数据都会不停留地送入一个“模-数”转换器,一个信号处理器以及一个存储设备(比如内存芯片或内存卡)。CCD有各式各样的尺寸和形状,最大的有2×2平方英寸。1970美国贝尔实验室发明了CCD。二十年后,人们利用这一技术制造了数码相机,将影像处理行业推进到一个全新领域。 CMOS,(Complementary Metal Oxide Semiconductor),即“互补金属氧化物半导体”。它是计算机系统内一种重要的芯片,保存了系统引导所需的大量资料。有人发现,将CMOS加工也可以作为数码相机中的感光传感器,其便于大规模生产和成本低廉的特性是商家们梦寐以求的。 CCD和CMOS的技术对比 从技术的角度比较,CCD与CMOS有如下四个方面的不同: 1 信息读取方式 CCD电荷耦合器存储的电荷信息,需在同步信号控制下一位一位地实施转移后读取,电荷信息转移和读取输出需要有时钟控制电路和三组不同的电源相配合,整个电路较为复杂。CMOS光电传感器经光电转换后直接产生电流(或电压)信号,信号读取十分简单。 2 速度 CCD电荷耦合器需在同步时钟的控制下,以行为单位一位一位地输出信息,速度较慢;而CMO
噪点:由于CMOS每个感光二极管都需搭配一个放大器,如果以百万像素计,那么就需要百万个以上的放大器,而放大器属于模拟电路,很难让每个放大器所得到的结果保持一致,因此与只有一个放大器放在芯片边缘的CCD传感器相比,CMOS传感器的噪点就会增加很多,影响图像品质。 耗电量:CMOS传感器的图像采集方式为主动式,感光二极管所产生的电荷会直接由旁边的电晶体做放大输出;而CCD传感器为被动式采集,必须外加电压让每个像素中的电荷移动至传输通道。而这外加电压通常需要12 ̄18V,因此CCD还必须有更精密的电源线路设计和耐压强度,高驱动电压使CCD的耗电量远高于CMOS。CMOS的耗电量仅为CCD的1/8到1/10。 成本:由于CMOS传感器采用一般半导体电路最常用的CMOS工艺,可以轻易地将周边电路(如AGC、CDS、Timinggenerator或DSP等)集成到传感器芯片中,因此可以节省外围芯片的成本;而CCD采用电荷传递的方式传送数据,只要其中有一个像素不能运行,就会导致一整排的数据不能传送,因此控制CCD传感器的成品率比CMOS传感器困难许多,即使有经验的厂商也很难在产品问世的半年内突破50%的水平,因此,CCD传感器的制造成本会高于CMOS传感器。 CCD与CMOS传感器的前景 CCD在影像品质等方面均优于CMOS,而CMOS则具有低成本、低功耗、以及高整合度的特点。不过,随着CCD与CMOS传感器技术的进步,两者的差异将逐渐减小,新一代的CCD传感器一直在功耗上作改进,而CMOS传感器则在改善分辨率与灵敏度方面的不足。相信不断改进的CCD与CMOS传感器将为我们带来更加美好的数
                   盛群半导体公司推出低启动电流并适用于黑白及彩色CCD图像传感器用的四信道垂直驱动器HT82V805. HT82V805有16引脚SSOP和TSSOP两种封装,以提供客户更多的选择. 在传感器的搭配上,市售监视器用的黑白及彩色CCD 传感器皆适用。在应用上,则可广泛应用于CCD 摄影监视系统相关的终端产品,例如 CCTV、安全、工业、汽车、PC、IP、网络摄像机等范围。 HT82V805的主要性能特性如下: 工作电压3.0V-5.5V, 内置有7种电路:2级输出中有两个电路用于垂直CCD时钟驱动器,输出电压在-9V到0V(典型值),3级输出中有两个电路用于垂直CCD时钟驱动器, 输出电压在-9V到15V(典型值);2级输出中有一个电路用于快门驱动器,输出电压从-9V到15V(典型值), 在NTSC(EIA)和PAL(CCIR)模式间可切换, 16引脚SSOP/TSSOP封装. 随着影像处理以及模拟/数字信号电路设计的提升,盛群半导体在影像领域中,加强其设计经验并更进一步地发展新设计,以提供业界更高品质及富竞争力的产品方案。         
              盛群半导体扩展其在影像产品的范畴,推出适于彩色ccd传感器应用的模拟信号处理器——HT82V842。此处理器集成了相关双采样(Correlated Double Sampling, CDS)、可编程增益放大器(Programmable Gain Amplifier, PGA)、黑电平箝位电路及A/D功能。工作于20MSPS下,可提供10位的分辨率,并采用与SHARP IR3Y48A1引脚兼容的48引脚LQFP封装,可广泛应用于CCD相关的终端产品,例如与盛群半导体的HT82V804配合工作,可应用于监视系统、倒车系统、影像电话、PC/IP/Web Cameras等范围,与HT82V806配合,可应用于数码相机/摄影机等范围。 HT82V842是一款CMOS单芯片信号处理器件,其特性包括:操作电压为2.7V至3.6V;典型值为70mW的低功耗;电源关断模式下功耗低于30μW;1.0V P-P时接收直接信号输入至ADC或PGA;CCD信号输入电平为最大为1.1V P-P;10位ADC(最大20MHz);典型DNL为±0.6 LSB;黑电平平衡器(Black level neutralizer)目标设置为16至127LSB;内置串行接口;独立ADC输入转换时间和数据输出时钟;独立CDS和PGA增益控制,CDS为-1.94/0/6/12dB,PGA为0至24dB;-1.94至36dB的宽增益范围;高速取样及保持
盛群半导体公司(Holtek Semiconductor Inc.)推出适用于彩色ccd传感器模拟信号处理的新型CMOS垂直时钟驱动器和快门驱动器IC HT82V842,它包括集成的相关双采样(Correlated Double Sampling, CDS)、可编程增益放大器(Programmable Gain Amplifier, PGA)、黑电平箝位电路及A/D功能。 HT82V842驱动器IC的速度为20MSPS,分辨率达10位,与SHARP IR3Y48A1 48针LQFP封装引脚兼容,工作电压为3V至5.5V,可在NTSC (EIA)和PAL (CCIR)模式间切换,能转换CMOS电平中的电压和阻抗。此器件采用16引脚SSOP (150mil)封装。
                  噪点:由于CMOS每个感光二极管都需搭配一个放大器,如果以百万像素计,那么就需要百万个以上的放大器,而放大器属于模拟电路,很难让每个放大器所得到的结果保持一致,因此与只有一个放大器放在芯片边缘的ccd传感器相比,CMOS传感器的噪点就会增加很多,影响图像品质。          耗电量:CMOS传感器的图像采集方式为主动式,感光二极管所产生的电荷会直接由旁边的电晶体做放大输出;而ccd传感器为被动式采集,必须外加电压让每个像素中的电荷移动至传输通道。而这外加电压通常需要12~18V,因此CCD还必须有更精密的电源线路设计和耐压强度,高驱动电压使CCD的耗电量远高于CMOS。CMOS的耗电量仅为CCD的1/8到1/10。         成本:由于CMOS传感器采用一般半导体电路最常用的CMOS工艺,可以轻易地将周边电路(如AGC、CDS、Timinggenerator或DSP等)集成到传感器芯片中,因此可以节省外围芯片的成本;而CCD采用电荷传递的方式传送数据,只要其中有一个像素不能运行,就会导致一整排的数据不能传送,因此控制ccd传感器的成品率比CMOS传感器困难许多,即使有经验的厂商也很难在产品问世的半年内突破50%的水平,因此,C
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CCD是美国贝尔实验室于一九六九年发明的,与电脑晶片CMOS技术相似。也可作为计算机记忆体和逻辑操作片。CCD它是一种由大量独立的感光单元按矩阵形式排列而成的特殊半导体材料。CCD感光能力比PMT低,但近几年来CCD技术进步很大。CCD它体积小,成本低,广泛应用于扫描仪、数码相机和数码相机。目前,大多数数码相机使用的图像传感器都是CCD。电荷耦合器件图像传感器CCD(ChargeCoupLEDDevICe),它由高灵敏度的半导体材料制成,可以将光转化为电荷,并通过模数转换器芯片BA3812L转化为数字信号。数字信号压缩后,由相机内的闪存或内置硬盘卡保存。因此,借助计算机的处理方法,数据可以很容易地传输到计算机,根据需要和想象修改图像。CCD颜色本身无法区分,所以在实际应用中需要使用颜色滤镜。一般来说,它是CCD设备的过滤层涂上不同的颜色,其色块根据不同的颜色G-R-G-B(绿色-红色-绿色-蓝色)顺序排列,使每个滤镜单元下的感光单元感应不同的颜色。一,ccd传感器的工作原理CCD基本单位是MOS电容器,这种电容器可以储存电荷。以P型硅为例,在P型硅衬底上氧化形成表面SiO2层,然后在SiO一层金属上淀积为栅极,P型硅中的大多数载流子是带有正电荷的孔,少数载流子是带有负电荷的电子。当正电压施加在金属电极上时,其电场可以通过SiO绝缘层排斥或吸引这些载流子。因此,带正电源的空穴被排除在远离电极的地方,留下一些带负电源的载流子,这些载流子无法移动SiO二层形成负电荷层(耗尽层),这种现象就形成了电子陷阱,电子一旦进入就无法复出,因此也被称为电子潜在陷阱。当设备被照亮时(光可以通过每个
瑞典皇家科学院6日宣布,将2009年诺贝尔物理学奖授予英国华裔科学家高锟以及美国科学家威拉德·博伊尔和乔治·史密斯。 伴随着数码相机、带有摄像头的手机等电子设备风靡全球,人类已经进入了全民数码影像的时代,每一个人都可以随时、随地、随意地用影像记录每一瞬间。带领我们进入如此五彩斑斓世界的,就是美国科学家威拉德·博伊尔和乔治·史密斯发明的CCD(电荷耦合器件)图像传感器。 百多年来,伴随着暗箱、镜头和感光材料制作不断取得突破,以及精密机械、化学技术的发展,照相机的功能越来越强大,使用越来越方便。 但是,直到几十年前,人们依然只能将影像记录在胶片上。拍摄影像慢慢普及,但即时欣赏、分享、传递影像还非常困难。1969年,博伊尔和史密斯极富创意地发明了一种半导体装置,可以把光学影像转化为数字信号,这一装置,就是CCD图像传感器。 CCD图像传感器的发明,实际上是应用爱因斯坦有关光电效应理论的结果,即光照射到某些物质上,能够引起物质的电性质发生变化。但是从理论到实践,道路却并不平坦。科学家遇到的最大挑战,在于如何在很短的时间内,将每一个点上因为光照而产生改变的大量电信号采集并且辨别出来。 经过多次试验,博伊尔和史密斯终于解决了上述难题。他们采用一种高感光度的半导体材料,将光线照射导致的电信号变化转换成数字信号,使得其高效存储、编辑、传输都成为可能。简单地说,CCD图像传感器就像是胶片一样,有了它,人们就再不用耗时费力地去冲洗胶片了。 如今,CCD图像传感器除了大规模应用于数码相机外,还广泛应用于摄像机、扫描仪,以及工业领域等。此外,在医学中为诊断疾病或进行显微手术等而对人体内部进行的拍摄中,
1969年,贝尔实验室(Bell Laboratories)的科学家Willard S. Boyle和George E. Smith发明了第一个成功的数字影像传感器技术:电荷耦合组件(CCD)。40年后,随着影像传感器逐渐发展成为一个年出货量达13亿颗的庞大市场,这两位技术先锋也在2009年获颁诺贝尔物理奖,以表扬他们在数字成像领域的贡献。 “影像传感器技术对世界和整个社会带来了巨大且深远的影响,”iSuppli分析师Pamela Tufegdzic说。“影像传感器的应用范围甚广,如数字相机、手机,已经成为现代文化密不可分的一部份,也影响了社交媒体和视讯共享革命的发展。” 影像传感器随处可见 CCD与其后继技术cmos传感器的发明,已经在全球带起了大量采用成像技术的风潮。 iSuppli预测2009年,13亿颗影像传感器被运往世界各地,而2012年,市场出货量将跨越20亿颗的门槛。 在数字相机与摄影机市场中,影像传感器才以一种量产型消费导向型产品之姿激活市场,截至目前为止,对影像传感器需求最大的领域仍是手机市场。2010年,超过10亿颗像传感器是被应用在手机市场的,iSuppli预测。 但在此同时,影像传感器的新兴应用市场也在迅速崛起。举例来说,汽车市场的影像传感器出货量在未来几年内将从2009年的420万颗上升到2013年的1,460万颗,成长三倍以上。 “虽然规模相对较小,但在影像传感器市场中,汽车是目前全球成长最快的领域,”iSuppli总监暨首席分析师Jagdish Rebello表示。“在汽车中,需要应用到大量的影像传感器,包括车道偏离警告系统、盲点
富士胶片开发出了1个ccd传感器即可实现(1)感光度高且噪音少的图像、(2)动态范围大的图像、(3)分辨率高的图像3种摄影的“超级CCD蜂窝EXR”。着眼于人眼随亮度改变分辨能力及感光度的机理开发而成。通过根据摄影环境及摄影目的切换3种撮影,可实现更接近人眼感知图像的摄影。 超级CCD蜂窝是一种将光电二极管的形状制成8角形的同时,倾斜45度排列像素的ccd传感器。此次改变了彩色滤光片的排列,使同色像素沿倾斜方向邻接。通过在进行提高感光度的像素混合处理时,使倾斜邻接的同色像素组合,减少了伪色的发生。而原来是沿水平方向、夹着不同色像素来混合像素。由于混合的像素间距离较大,因此容易发生伪色,在进行伪色补偿处理后,分辨率就会下降。而新的排列不同,即使提高感光度,也可获得分辨率高的图像。该公司将这一技术称为“像素联合技术(Pixel Fusion Technology)”。 另外,EXR通过以电气方式调整对邻接像素进行曝光的时间,1次摄影即可获得受光量不同的两组图像数据对这两组图像数据进行合成,便可获得动态范围大的一幅图像。该公司现有的超级CCD蜂窝有组合2种像素的“超级CCD蜂窝SR”方式,以及由1种像素组成的“超级CCD蜂窝HR”方式,此次的EXR由1种像素组成。以HR方式扩大动态范围时,摄影感光度存在ISO 200以上的制约,而EXR没有限制。该技术称为“双重捕捉技术(Dual Capture Technology)”。 在想获得感光度高的图像时,可充分利用全部像素,通过该公司的“实时图像引擎(Real Photo Engine)”,进行加入最佳信号处理的绘制。可对树叶及人的头发
富士胶片开发出了1个ccd传感器即可实现(1)感光度高且噪音少的图像、(2)动态范围大的图像、(3)分辨率高的图像3种摄影的“超级CCD蜂窝EXR”。着眼于人眼随亮度改变分辨能力及感光度的机理开发而成。通过根据摄影环境及摄影目的切换3种撮影,可实现更接近人眼感知图像的摄影。超级CCD蜂窝是一种将光电二极管的形状制成8角形的同时,倾斜45度排列像素的ccd传感器。此次改变了彩色滤光片的排列,使同色像素沿倾斜方向邻接。通过在进行提高感光度的像素混合处理时,使倾斜邻接的同色像素组合,减少了伪色的发生。而原来是沿水平方向、夹着不同色像素来混合像素。由于混合的像素间距离较大,因此容易发生伪色,在进行伪色补偿处理后,分辨率就会下降。而新的排列不同,即使提高感光度,也可获得分辨率高的图像。该公司将这一技术称为“像素联合技术(Pixel Fusion Technology)”。另外,EXR通过以电气方式调整对邻接像素进行曝光的时间,1次摄影即可获得受光量不同的两组图像数据对这两组图像数据进行合成,便可获得动态范围大的一幅图像。该公司现有的超级CCD蜂窝有组合2种像素的“超级CCD蜂窝SR”方式,以及由1种像素组成的“超级CCD蜂窝HR”方式,此次的EXR由1种像素组成。以HR方式扩大动态范围时,摄影感光度存在ISO 200以上的制约,而EXR没有限制。该技术称为“双重捕捉技术(Dual Capture Technology)”。在想获得感光度高的图像时,可充分利用全部像素,通过该公司的“实时图像引擎(Real Photo Engine)”,进行加入最佳信号处理的绘制。可对树叶及人的头发等高频成
NEC电子将面向具有扫描功能的打印一体机,上市采用塑料封装但却具备原陶瓷封装产品同等以上性能的三种ccd传感器。分别为读取分辨率为24点阵/mm时,最大可读取A3原稿尺寸的“μPD8834CT”和“μPD8831CT”,以及最大可读取A4原稿尺寸的“μPD8864CT”。 在芯片内产生高热量的放大器电路的正下方安装有铜散热板,形成了一直到封装底面的导热路线。提高了封装的散热性,热电阻减小到了50K/W。该热阻值比以往的陶瓷封装产品减小约37%。通过在连接芯片和底板的金属端子的形状方面下工夫,开发出了可吸收封装底板引起的变形应力。这样一来,抑制了由封装底板应力引起的芯片曲翘。另外,散热片的大小与放大器相当、材质改为了铜,从而减小了封装整体的膨胀系数差。通过使封装上下的体积比均等,调整由吸脱湿引起的体积增加,减小了温湿度变化产生的应力。 μPD8834CT配备有R、G、B各色和单色专用的读取列。μPD8831CT配备有R、G、B各色的读取列。两种产品每列的有效像素为7500,像素间距为4.7μm。读取速度方面,在沿长边方向读取A4原稿时,μPD8834CT彩色时约为30页/分,单色时约为60页/分。μPD8831CT彩色时约为60页/分。采用+10V单一电源|稳压器工作。 μPD8864CT配备有R、G、B各色的读取列。每列的有效像素为5400,像素间距为7μm。读取速度沿A4长边方向时,彩色约为60页/分。也采用+10V单一电源工作。 三种产品均已样品供货。样品单价均为1500日元。μPD8834CT和μPD8831CT将在2008年第三季度,μPD8864CT将在08年
在本篇设计揭密中,我们将审视富士胶片(Fujifilm)公司630万像素的Finepix E550数码相机所用的电荷耦合器件(CCD)传感器。对一部傻瓜型相机来说,Finepix E550的分辨率及其ISO 800标准的感光度和1/2,000秒的快门速度令人印象深刻。实际上,为了实现这些性能目标,富士采用了其专有的超级CCD设计制造了其中的传感器。 在数码静止照相机(DSC)市场,成像技术按图像传感器分为两类:CCD和CMOS成像器。CMOS技术盘踞低端,而高端虽非由CCD独家把持,但它仍是主宰。在富士胶片的超级CCD架构内,传统的x-y阵列被旋转45度,以将像素排成对角线。此举在允许设计师采用相对大的八边光电二极管的同时,优化了空间利用,且与其它设计相比,它支持更细的点阵间距。 富士的设计人员表示,归功于在布局上的改进,其超级ccd传感器能将分辨率、感光性、动态范围、信噪比和色彩逼真度等指标均衡地结合起来。另外,该公司的信号处理技术在光电二极管间生成虚拟像素,所以存储的图像实际上是一个1,230万像素的方格x-y阵列。 富士胶片的MS3895A传感器是其最初于1999年公布的技术的第四代产品。新传感器的像素大小已缩小至2.7平方微米,以改进分辨率。该芯片由Fujifilm Microdevices在其日本仙台的晶圆厂采用0.35微米、双金属、双多晶硅工艺,在n型基层上埋置p型井的方法制成。在其7.7×9mm的裸片上总共有663万像素,有效像素达630万。借助信号处理增加的虚拟像素,能记录内容的像素总数达1,230万。 该传感器的像素以对角线方式排
噪点:由于CMOS每个感光二极管都需搭配一个放大器,如果以百万像素计,那么就需要百万个以上的放大器,而放大器属于模拟电路,很难让每个放大器所得到的结果保持一致,因此与只有一个放大器放在芯片边缘的ccd传感器相比,CMOS传感器的噪点就会增加很多,影响图像品质。 耗电量:CMOS传感器的图像采集方式为主动式,感光二极管所产生的电荷会直接由旁边的电晶体做放大输出;而ccd传感器为被动式采集,必须外加电压让每个像素中的电荷移动至传输通道。而这外加电压通常需要12~18V,因此CCD还必须有更精密的电源线路设计和耐压强度,高驱动电压使CCD的耗电量远高于CMOS。CMOS的耗电量仅为CCD的1/8到1/10。 成本:由于CMOS传感器采用一般半导体电路最常用的CMOS工艺,可以轻易地将周边电路(如AGC、CDS、Timinggenerator或DSP等)集成到传感器芯片中,因此可以节省外围芯片的成本;而CCD采用电荷传递的方式传送数据,只要其中有一个像素不能运行,就会导致一整排的数据不能传送,因此控制ccd传感器的成品率比CMOS传感器困难许多,即使有经验的厂商也很难在产品问世的半年内突破50%的水平,因此,ccd传感器的制造成本会高于CMOS传感器。 CCD与CMOS传感器的前景CCD在影像品质等方面均优于CMOS,而CMOS则具有低成本、低功耗、以及高整合度的特点。不过,随着CCD与CMOS传感器技术的进步,两者的差异将逐渐减小,新一代的ccd传感器一直在功耗上作改进,而CMOS传感器则在改善分辨率与灵敏度方面的不足。相信不断改进的CCD与CMOS传感器将为我们带来更
为拓展在影像产品的范畴,继HT82V805之后,盛群半导体日前推出适用于黑白及彩色ccd传感器用的六信道垂直驱动器HT82V806,采用业界同等级产品中,外观尺寸最小的 24引脚SSOP(150mil)的封装。 该控制器适用于市场上监视器用的黑白及彩色ccd传感器,可广泛应用于CCD摄像监视系统相关的终端产品,例如CCTV、监视系统、工业、汽车、PC、网络摄像机、DSC等范围。 此外,盛群还新推出HT82V842A CCD摄影监视器/数码相机模拟信号处理器HT82V842A,整合CDS(Correlated Double Sampling)、PGA(Programmable Gain Amplifier)、Black Level Clamp及ADC等线路,工作于20MSPS下,可提供10位的分辨率,采用48引脚LQFP封装。在应用上,则可广泛应用于CCD相关的终端产品,例如与上述HT82V805或HT82V806搭配,应用于监视系统、倒车系统、影像电话、数码相机、照相手机、PC/IP/Web摄像机等范围。 随着影像处理以及模拟/数字信号电路设计的提升,盛群在影像领域中,加强其设计经验并更进一步发展新设计,以提供业界高质量且具竞争力的产品方案。
为拓展在影像产品的范畴,继HT82V805之后,盛群半导体日前推出适用于黑白及彩色ccd传感器用的六信道垂直驱动器HT82V806,采用业界同等级产品中,外观尺寸最小的 24引脚SSOP(150mil)的封装。该控制器适用于市场上监视器用的黑白及彩色ccd传感器,可广泛应用于CCD摄像监视系统相关的终端产品,例如CCTV、监视系统、工业、汽车、PC、网络摄像机、DSC等范围。 此外,盛群还新推出HT82V842A CCD摄影监视器/数码相机模拟信号处理器HT82V842A,整合CDS(Correlated Double Sampling)、PGA(Programmable Gain Amplifier)、Black Level Clamp及ADC等线路,工作于20MSPS下,可提供10位的分辨率,采用48引脚LQFP封装。在应用上,则可广泛应用于CCD相关的终端产品,例如与上述HT82V805或HT82V806搭配,应用于监视系统、倒车系统、影像电话、数码相机、照相手机、PC/IP/Web摄像机等范围。 随着影像处理以及模拟/数字信号电路设计的提升,盛群在影像领域中,加强其设计经验并更进一步发展新设计,以提供业界高质量且具竞争力的产品方案。
日本夏普公司于日前发布了一款1/2.5英寸的图像传感器,编号为RJ23V3BA0BT。该ccd传感器像素却达到了800万,是目前世界上最小的一块800万像素1/2.5英寸的CCD。这对于便携式卡片机来说具有划时代的意义,意味着以后使用1/2.5英寸CCD的数码相机的像素有望达到800万像素级别(当前卡片机最高仅达到700万像素)。 夏普ccd传感器RJ23V3BA0BT总像素却达到了850万(有效像素为823万),即每个像素单元只有1.75μm。采用低电量优化设计,并具有VGA画质30fps的动态拍摄能力,而最高静态图像分辨率为3320×2496。 据悉,这块传感器将在本月31日开始接受预定,正式量产则要等到今年4月,而月产量可达30万枚。其价格为4000日元/枚。
CCD,(ChargeCoupledDevice),即“电荷耦合器件”,以百万像素为单位。数码相机规格中的多少百万像素,指的就是CCD的分辨率。CCD是一种感光半导体芯片,用于捕捉图形,广泛运用于扫描仪、复印机以及无胶片相机等设备。与胶卷的原理相似,光线穿过一个镜头,将图形信息投射到CCD上。但与胶卷不同的是,CCD既没有能力记录图形数据,也没有能力永久保存下来,甚至不具备“曝光”能力。所有图形数据都会不停留地送入一个“模-数”转换器,一个信号处理器以及一个存储设备(比如内存芯片或内存卡)。CCD有各式各样的尺寸和形状,最大的有2×2平方英寸。1970美国贝尔实验室发明了CCD。二十年后,人们利用这一技术制造了数码相机,将影像处理行业推进到一个全新领域。 CMOS,(ComplementaryMetalOxideSemiconductor),即“互补金属氧化物半导体”。它是计算机系统内一种重要的芯片,保存了系统引导所需的大量资料。有人发现,将CMOS加工也可以作为数码相机中的感光传感器,其便于大规模生产和成本低廉的特性是商家们梦寐以求的。 CCD和CMOS的技术对比 从技术的角度比较,CCD与CMOS有如下四个方面的不同: 1信息读取方式 CCD电荷耦合器存储的电荷信息,需在同步信号控制下一位一位地实施转移后读取,电荷信息转移和读取输出需要有时钟控制电路和三组不同的电源相配合,整个电路较为复杂。CMOS光电传感器经光电转换后直接产生电流(或电压)信号,信号读取十分简单。 2速度 CCD电荷耦合器需在同步时钟的控制下,以行为单位一位一位地输出信息,速度较慢;而CM
噪点:由于CMOS每个感光二极管都需搭配一个放大器,如果以百万像素计,那么就需要百万个以上的放大器,而放大器属于模拟电路,很难让每个放大器所得到的结果保持一致,因此与只有一个放大器放在芯片边缘的ccd传感器相比,CMOS传感器的噪点就会增加很多,影响图像品质。 耗电量:CMOS传感器的图像采集方式为主动式,感光二极管所产生的电荷会直接由旁边的电晶体做放大输出;而ccd传感器为被动式采集,必须外加电压让每个像素中的电荷移动至传输通道。而这外加电压通常需要12~18V,因此CCD还必须有更精密的电源线路设计和耐压强度,高驱动电压使CCD的耗电量远高于CMOS。CMOS的耗电量仅为CCD的1/8到1/10。 成本:由于CMOS传感器采用一般半导体电路最常用的CMOS工艺,可以轻易地将周边电路(如AGC、CDS、Timinggenerator或DSP等)集成到传感器芯片中,因此可以节省外围芯片的成本;而CCD采用电荷传递的方式传送数据,只要其中有一个像素不能运行,就会导致一整排的数据不能传送,因此控制ccd传感器的成品率比CMOS传感器困难许多,即使有经验的厂商也很难在产品问世的半年内突破50%的水平,因此,ccd传感器的制造成本会高于CMOS传感器。 CCD与CMOS传感器的前景 CCD在影像品质等方面均优于CMOS,而CMOS则具有低成本、低功耗、以及高整合度的特点。不过,随着CCD与CMOS传感器技术的进步,两者的差异将逐渐减小,新一代的ccd传感器一直在功耗上作改进,而CMOS传感器则在改善分辨率与灵敏度方面的不足。相信不断改进的CCD与CMOS
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。 CMOS:互补性氧化金属半导体CMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor)和CCD一样同为在数码相机中可记录光线变化的半导体。CMOS的制造技术和一般计算机芯片没什么差别,主要是利用硅和锗这两种元素所做成的半导体,使其在CMOS上共存着带N(带–电) 和 P(带+电)级的半导体,这两个互补效应所产生的电流即可被处理芯片纪录和解读成影像。然而,CMOS的缺点就是太容易出现杂点, 这主要是因为早期的设计使CMOS在处理快速变化的影像时,由于电流变化过于频繁而会产生过热的现象。 CCD的优势在于成像质量好,但是由于制造工艺复杂,只有少数的厂商能够掌握,所以导致制造成本居高不下,特别是大型CCD,价格非常高昂。在相同分辨率下,CMOS价格比CCD便宜,但是CMOS器件产生的图像质量相比CCD来说要低一些。到目前为止,市面上绝大多数的消费级别以及高端数码相机都使用CCD作为感应器;CMOS感应器则作为低端产品应用于一些摄像头上,若有