圖像傳感器

   1,概述

   圖像傳感器是一種將光學(xué)圖像轉(zhuǎn)換成電子信號(hào)的設(shè)備,它把入射到傳感器光敏面上按空間分布的光強(qiáng)信息轉(zhuǎn)換為視頻信號(hào)輸出和再現(xiàn)。圖像傳感器的工作頻段覆蓋從紅外、可見光、紫外和X射線的區(qū)間。現(xiàn)在圖像傳感器主要分為三大類:電荷耦合器件(CCD)、互補(bǔ)式金屬氧化物半導(dǎo)體傳感器(CMOs)和電荷注入器件(Chargc硒cction Dcvicc,CID)。 K4M511633C-BG75

  CCD圖像傳感器是一個(gè)基于模擬信號(hào)的設(shè)備,當(dāng)光投射到其表面時(shí),有信號(hào)電荷產(chǎn)生。電荷信號(hào)被轉(zhuǎn)換成電壓,并按指定的時(shí)序?qū)㈦娦盘?hào)輸出。CMOs圖像傳感器的光電轉(zhuǎn)換原理與CCD傳感器的原理基本相同,但信號(hào)讀出方式有所不同,每個(gè)光電傳感器附近都有相應(yīng)的電路直接將光能量轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)。CID圖像傳感器是一種MOs結(jié)構(gòu)的電荷注入器件,每個(gè)像素可以單獨(dú)尋址。CID傳感器與CCD傳感器最大的不同在讀出方式上:前者是破壞性的,而后者是非破壞性的。

   CCD圖像傳感器可以提供良好的圖像質(zhì)量,工藝成熟、解析度高、光強(qiáng)響應(yīng)均勻性好,靈敏度高、噪聲低、抗噪能力強(qiáng)、動(dòng)態(tài)范圍廣、輸入/輸出線性度高、光子轉(zhuǎn)換效率高、感光面積大、光譜寬、失真度低、抗電磁干擾強(qiáng)、低照度效果好、通透感強(qiáng)、色彩還原能力佳、

設(shè)計(jì)靈活等優(yōu)點(diǎn)。但成本高、響應(yīng)速度較低、功耗大制約了其市場(chǎng)發(fā)展的空間。在實(shí)際應(yīng)用中,CCD傳感器更適合于對(duì)性能要求非常高而對(duì)成本控制不太嚴(yán)格的應(yīng)用領(lǐng)域,如天文、高清晰度的醫(yī)療X光影像和其他需要長時(shí)間曝光,以及對(duì)圖像噪聲要求嚴(yán)格的領(lǐng)域。CMOs傳感器具有成品率高、制作成本低、集成度高、體積小、功耗低、價(jià)格便宜、便于集成等特點(diǎn)。但CMOs傳感器也有不足,如在處理快速變換的影像時(shí),由于電流變換過于頻繁而過熱,容易出現(xiàn)噪點(diǎn)。經(jīng)過近年的發(fā)展,CMOs圖像傳感器己經(jīng)部分克服了早期產(chǎn)品的一些缺點(diǎn),發(fā)展到在圖像品質(zhì)方面可以與CCD傳感器技術(shù)相較量的水平。尤其近幾年在寬動(dòng)態(tài)、低照度等特性發(fā)展迅速,CMOS傳感器被越來越多地應(yīng)用在各領(lǐng)域。在實(shí)際應(yīng)用中,CMOS傳感器適合對(duì)空間、體積小、功耗有較高要求,有輔助光源而對(duì)圖像噪聲和質(zhì)量要求不太高的場(chǎng)合。

   圖像傳感器廣泛應(yīng)用在廣播、消費(fèi)電子、天文、工業(yè)檢測(cè)、安防保衛(wèi)、交通管理、醫(yī)療、機(jī)器人視覺、深空探測(cè)等領(lǐng)域。

   2,主要技術(shù)參數(shù)

   圖像傳感器主要技術(shù)參數(shù)有光敏元尺寸、光敏區(qū)面積、分辨率、壞點(diǎn)數(shù)、工作波長、靈敏度、電荷轉(zhuǎn)移效率、動(dòng)態(tài)范圍、暗電流、飽和輸出電壓、峰值響應(yīng)率、響應(yīng)非均勻性、光譜響應(yīng)特性等。