跟隨小編揭秘CCD圖像傳感器的來龍去脈
發布時間:2014-12-23 責任編輯:sherryyu
【導讀】伴隨著數碼相機、帶有攝像頭的手機等電子設備風靡全球,人類已經進入了全民數碼影像的時代,每一個人都可以隨時、隨地、隨意地用影像記錄每一瞬間。而這些美好最功不可沒的當屬CCD圖像傳感器啦。
CCD圖像傳感器(ChargedCoupLEDDevice)於1969年在貝爾試驗室研製成功,之後由日商等公司開始量產,其發展曆程已經將近30多年,從初期的10多萬像素已經發展至目前主流應用的500萬像素。CCD又可分為線型(Linear)與麵型(Area)兩種,其中線型應用於影像掃瞄器及傳真機上,而麵型主要應用於數碼相機(DSC)、攝錄影機、監視攝影機等多項影像輸入產品上。
發明
伴隨著數碼相機、帶有攝像頭的手機等電子設備風靡全球,人類已經進入了全民數碼影像的時代,每一個人都可以隨時、隨地、隨意地用影像記錄每一瞬間。帶領我們進入如此五彩斑斕世界的,就是美國科學家威拉德·博伊爾和喬治·史密斯發明的CCD(電荷耦合器件)圖像傳感器。
百多年來,伴隨著暗箱、鏡頭和感光材料製作不斷取得突破,以及精密機械、化hua學xue技ji術shu的de發fa展zhan,照zhao相xiang機ji的de功gong能neng越yue來lai越yue強qiang大da,使shi用yong越yue來lai越yue方fang便bian。但dan是shi,直zhi到dao幾ji十shi年nian前qian,人ren們men依yi然ran隻zhi能neng將jiang影ying像xiang記ji錄lu在zai膠jiao片pian上shang。拍pai攝she影ying像xiang慢man慢man普pu及ji,但dan即ji時shi欣xin賞shang、分享、傳遞影像還非常困難。1969年,博伊爾和史密斯極富創意地發明了一種半導體裝置,可以把光學影像轉化為數字信號,這一裝置,就是CCD圖像傳感器。
發展曆程
CCDtuxiangchuanganqidefaming,shijishangshiyingyongaiyinsitanyouguanguangdianxiaoyinglilundejieguo,jiguangzhaoshedaomouxiewuzhishang,nenggouyinqiwuzhidedianxingzhifashengbianhua。danshiconglilundaoshijian,daoluquebingbupingtan。kexuejiayudaodezuidatiaozhan,zaiyuruhezaihenduandeshijiannei,jiangmeiyigedianshangyinweiguangzhaoerchanshenggaibiandedaliangdianxinhaocaijibingqiebianbiechulai。jingguoduocishiyan,boyierheshimisizhongyujiejueleshangshunanti。tamencaiyongyizhonggaoganguangdudebandaoticailiao,jiangguangxianzhaoshedaozhidedianxinhaobianhuazhuanhuanchengshuzixinhao,shideqigaoxiaocunchu、編輯、傳輸都成為可能。簡單地說,CCD圖像傳感器就像是膠片一樣,有了它,人們就再不用耗時費力地去衝洗膠片了。
優點
CCD圖像傳感器作為一種新型光電轉換器現已被廣泛應用於攝像、圖像采集、掃描儀以及工業測量等領域。作為攝像器件,與攝像管相比,CCD圖像傳感器有體積小、重量輕、分辨率高、靈敏度高、動態範圍寬、光敏元的幾何精度高、光譜響應範圍寬、工作電壓低、功耗小、壽命長、抗震性和抗衝擊性好、不受電磁場幹擾和可靠性高等一係列優點。
應用
CCD圖像傳感器除了大規模應用於數碼相機外,還廣泛應用於攝像機、掃描儀,以及工業領域等。此外,在醫學中為診斷疾病或進行顯微手術等而對人體內部進行的拍攝中,也大量應用了CCD圖像傳感器及相關設備。
CCD是數碼相機的電子眼,它革新了攝影術,光可以被電子化地記錄下來,取代了膠片。這一數字形式極大地方便了對圖像的處理和發送,”諾貝爾獎評選委員會稱讚說,“無論是我們大海中深邃之地,還是宇宙中的遙遠之處,它都能給我們帶來水晶般清晰的影像。”
市場
CCD圖像傳感器已成為攝錄一體機、打印機、傳真機、攝像機、數碼相機、掃描儀、數字攝像機和多媒體係統的核心部件。
在世界已進入信息時代的今天,以數字化、計算機、通訊、電視和多媒體為主要特征的信息革命正在興起。作為視覺傳感器的CCD攝像器件,在光電圖像信息獲取與處理中起著極其重要的作用。CCD圖像傳感器的市場十分廣闊,前景十分看好。
CCD圖像傳感器經過近30年的發展,已經成熟並實現了商品化。CCD圖像傳感器從最初簡單的8像元移位寄存器發展至今,已具有數百萬至上千萬像元。由於CCD圖像傳感器具有很大的潛在市場和廣闊的應用前景,因此,國際上在這方麵的研究工作進行得相當活躍,美國、日本、英國、荷蘭、德國、加拿大、俄羅斯、南韓等國家均投入了大量的人力、物力和財力,並在CCD圖像傳感器的研究和應用方麵取得了令人矚目的成果。美國和日本的器件和整機係統已進入了商品化階段。
中國研製
中國CCD圖像傳感器的研製工作也在穩步地進行。第一代普通線陣CCD圖像傳感器(光敏元為MOS結構)和第二代對藍光響應特性好的(光敏元為光電二極管陣列)CCPD均已形成128、256、512、1024、1728、2048、2500像元的係列產品,在實驗室已做出了3456、4096像元的CCPD樣品;麵陣CCD圖像傳感器已研製出32×32、75×100、108×108、150×150、320×230、256×320、512×320、491×384、580×394、512×512、600×500、756×581、800×800像元器件。在實驗室已研製出了1024×1024,2048×2048像元的器件,基本上形成了係列化產品。隨著器件性能的改進,CCD攝像機也將得到迅速發展。
除可見光CCD圖像傳感器外,中國還研製出了線陣64、128、256、1024像元和麵陣32×64、128×128、256×256像元矽化鉑肖特基勢壘紅外CCD(Ptsi桽BIRCCD)。中國正在研製和開發的CCD有:512×512像元X射線CCD、512×512像元光纖麵板耦合CCD像敏器件、512×512像元幀轉移可見光CCD、1024×1024像元紫外CCD、1024像元X射線CCD、512×512像元PtSi桽BIRCCD、微光CCD和多光譜紅外CCD等。但由於受經費、設備等因素影響,中國CCD圖像傳感器的研究進展尚不夠迅速,還沒有生產能力,與國際先進水平相比差距很大。就CCD的應用潛力而言,也最多不過發揮了1%左右。據悉,信息產業部下屬研究所已從美國和俄羅斯引進可見光和紅外CCD芯片生產線並開展試驗工作,這將大大促進中國CCD芯片的產業化進程。
特別推薦
- 噪聲中提取真值!瑞盟科技推出MSA2240電流檢測芯片賦能多元高端測量場景
- 10MHz高頻運行!氮矽科技發布集成驅動GaN芯片,助力電源能效再攀新高
- 失真度僅0.002%!力芯微推出超低內阻、超低失真4PST模擬開關
- 一“芯”雙電!聖邦微電子發布雙輸出電源芯片,簡化AFE與音頻設計
- 一機適配萬端:金升陽推出1200W可編程電源,賦能高端裝備製造
技術文章更多>>
- 一秒檢測,成本降至萬分之一,光引科技把幾十萬的台式光譜儀“搬”到了手腕上
- AI服務器電源機櫃Power Rack HVDC MW級測試方案
- 突破工藝邊界,奎芯科技LPDDR5X IP矽驗證通過,速率達9600Mbps
- 通過直接、準確、自動測量超低範圍的氯殘留來推動反滲透膜保護
- 從技術研發到規模量產:恩智浦第三代成像雷達平台,賦能下一代自動駕駛!
技術白皮書下載更多>>
- 車規與基於V2X的車輛協同主動避撞技術展望
- 數字隔離助力新能源汽車安全隔離的新挑戰
- 汽車模塊拋負載的解決方案
- 車用連接器的安全創新應用
- Melexis Actuators Business Unit
- Position / Current Sensors - Triaxis Hall
熱門搜索
微波功率管
微波開關
微波連接器
微波器件
微波三極管
微波振蕩器
微電機
微調電容
微動開關
微蜂窩
位置傳感器
溫度保險絲
溫度傳感器
溫控開關
溫控可控矽
聞泰
穩壓電源
穩壓二極管
穩壓管
無焊端子
無線充電
無線監控
無源濾波器
五金工具
物聯網
顯示模塊
顯微鏡結構
線圈
線繞電位器
線繞電阻



