最新CCD图像传感器汇总

图像传感器的最新技术和发展趋势关键字：图像传感器 CMOS不管是最新的手机还是大型天文望远镜，固态成像器件几乎能满足目前所有图像捕获的需求。

像素变小能使现有的VGA和数百万像素传感器尺寸减小，但是具有数千万像素的大型静态传感器更容易制造。

在最近几年中，基于CMOS技术的图像传感器已成为消费类产品的选用技术。

在分辨率为VGA到800万像素的成像器件中，它们比电荷耦合器件(CCD)传感器具有更高的成本和性能优势。

不过，在800万像素以上的市场中，CCD仍占绝对优势，因为CCD的噪声更低，灵敏度更高。

CCD传感器在工业和医疗应用中也占据着统治地位，因为这些领域追求的是高帧速率，而不是高分辨率。

芯片架构范围从数千像素的简单线性阵列到数百万像素阵列。

Fairchild Imaging、Fraunhofer-IMS、Hamamatsu、柯达和Saroff Labs都能提供满足这一市场需求的解决方案。

CMOS传感器利用CMOS技术的工艺扩展性能，以及图像处理器和模数转换器(ADC)等更强的集成逻辑功能，来实现一套完整的“片上相机”解决方案。

由于CMOS传感器的像素尺寸已经减小到每边小于3um，因此设计工程师可以在与上一代VGA传感器相同的芯片面积上，设计出更小的VGA分辨率传感器或具有数百万像素的传感器。

在800万像素以上的市场中，CCD仍占绝对优势，因为CCD的噪声更低，灵敏度更高。

另外，在未来几年中，汽车安全应用将开始消费数量巨大的低成本成像器件。

辅助照相机、驾驶员打瞌睡警报、安全气囊及其它应用都将利用图像数据，来更好地保护驾驶员。

光刻和像素设计的进一步发展将提供更好的可扩展性，使设计工程师能设计出具有更高分辨率的器件。

关键挑战在于在光源捕获面积缩小的同时保持像素单元的灵敏度。

此外，如果捕获到的光能量较低，则必须降低背景噪声，以有效保持足够的信噪比。

因此，工艺开发人员必须重点减少半导体材料中固有的热噪声和其它噪声源，以有效提高信噪比。

CCD图像采集解决方案一、背景介绍CCD（Charge-Coupled Device）图像传感器是一种常用于图像采集的器件，其可用于工业、医疗、安防等领域。

为了满足不同应用场景的需求，我们提出了一种CCD图像采集解决方案，旨在提高图像采集的效率和质量。

二、解决方案概述我们的解决方案主要包括以下几个方面：1. CCD图像传感器选择：根据客户需求和应用场景，选择适合的CCD图像传感器。

我们可以根据图像分辨率、动态范围、噪声等指标来进行选择，并提供相应的技术支持。

2. 图像采集系统设计：根据客户需求和应用场景，设计合适的图像采集系统。

这包括图像采集卡、图像处理器、图像存储等组件的选择和配置。

我们可以根据客户的要求进行系统设计，并提供相应的硬件和软件支持。

3. 图像采集软件开发：根据客户需求和应用场景，开发定制的图像采集软件。

这包括图像采集控制、图像预处理、图像保存等功能的开发。

我们可以根据客户的要求进行软件开发，并提供相应的技术支持和培训。

三、解决方案详细介绍1. CCD图像传感器选择根据客户的需求和应用场景，我们可以选择适合的CCD图像传感器。

以下是一些常见的CCD图像传感器类型：- 线阵CCD：适用于需要高速扫描的应用场景，如条码扫描仪等。

- 面阵CCD：适用于需要高分辨率和高质量图像的应用场景，如工业检测、医学影像等。

- 超声波CCD：适用于需要测量距离和位置的应用场景，如智能车辆导航等。

我们可以根据客户的具体需求来选择合适的CCD图像传感器，并提供相应的技术支持和咨询。

2. 图像采集系统设计根据客户的需求和应用场景，我们可以设计合适的图像采集系统。

以下是一些常见的组件和配置：- 图像采集卡：选择适合的图像采集卡，支持高速数据传输和多通道采集。

- 图像处理器：选择适合的图像处理器，支持图像增强、滤波、边缘检测等功能。

- 图像存储：选择适合的图像存储设备，支持大容量存储和高速读写。

我们可以根据客户的具体需求进行系统设计，并提供相应的硬件和软件支持。

高分辨率CCD图像传感器AS系列光机电售息V ol】2No.j!§9-?41?特点:自动检测试验材料的棱边.大大地减少了精密的重合操作和测定操怍.无数据偏差.采取自动校准.参数:棱边探测原理:利用光探测器检测踞暗.检测方法:自动/手动.再现性:-L-Ipm(采用500倍物呵).最大检测速赛:50mm/sec.扬妹清译自《机械技术》V o!41..No.!向光纤输入光的0FM一02/03接头1特点用激光高效率的入射到光纤中时,光向目的地可以随便移动,连接器是以FC型和可互换的光连接器为标准装置,可以灵活地检查位置以及安装.OFM—O2磁心直径为j0 —1000pm,OFM一03主要用途是单膜光纤用和保持偏振面光纤用的2种类型.2选择1)保持偏振面光纤用波长板安装装置2)各种FC连接器光纤3)光纤准直仪磁头光束选择器一一次转换光轴方向～将一个光源转换到2个光学系统或将二个光源转换到同一个光学系统或可任意转换光束..'在实验室内可用它来组装使用并控制光束方向会聚中心.用棱镜转换使两个光源分别入射到同一方向,由①方向的He-Ne激光入射到A光学系统,棱镜旋转后使②方向韵Ar激光入射到光学系统A中.偏置型使用例子.②用反射镜改变光轴方向,从A方向使激光入射到光学系统①中,旋转反射镜达到光路中以后使该激光入射到角二光学系统中.250型数显功率计在快速响应的变化量的测量中,能够准确读出最大值,特点:测量精度高在宽的波长和较大的功率范围内能够高精度的量.因为传感器内部反射减少测量精度能够更加提高.用数字模拟量和行列式很方便的表示.测定值存储测定值WRITE键可存储数字能达到100个.高分辨率CCD图像传感器AS系列特点:高动态范围对整体像素要用16bit数字补偿偏心和增益改变,不存在拦光和灵敏度下降现象.由于平均处理可以输出16bit数字.用查表自由地变换色调内部安装l5bit--8bit的图表从PC到目前做的事情仅仅是采取所需要的信息.用途:.制版等高精细图像读取x射线薄膜等高浓度图像读取分光器并列光电变换主要规格:像素数:500像素(1像素相当于7tLm,直线)A/D转换:l2bit扫描周期:12.5—37msec转换装置:SCSI.附加功能:脉冲驱动线路,直流驱动线..I■42光机电信息V o1.12.No.】.】995路.吴秀丽译自《光'/叉》No.7.1994李恒顺校图像细分一游标一发生器由于采用了图像细分一游标一发生器,使得CCD摄象机在工业上的应用,明显地扩大了范围.这样,可按保持公差对物体进行检测,或在复杂零件装配时监控公差极限.德国Seitner数据技术有限公司生产出图像细分～游标一发生器.将它与一台单色CCD--摄象机的视频信号连接,便产生四条可自由定位的水平的垂直线.此外,连接两台CCD一摄象机,可使两个图像有所选择地或同时显示.按此方式可以简单地比较两个物体,或从两个侧面进行观察.大舟译自(FMV[》102(1994)i-2手动快速测量的坐标测量仪德国的Brown8LSharpe坐标测量仪器公司最新研制出MicroXcel765型高速坐标测量仪.该产品被认为是手动测量技术中又一个里程碑.整个系统完全是按这样的观点来开发的,即为手工劳动的使用者提供一台坐标测量仪,通过非常方便的操作,更有效地提高生产效率.在这一产品中体现了革新思,即把最简单的操作和高效能结合起来.该产品有几个特点:在Z轴抓手位置安装了"Zmouse"装置,按人类工程学安排工作范围,有图象技术辅助的软件和在温度方面最佳的机器结构.大舟编译自《F8》102(1994)1—2微米级长度分辨的评价电子学系统为了对机械零件进行非接触位置,长度和振动的测量,经常使用定位灵敏的探测器(PSD)它们获取光点的位置并转换为电信号.所出现的光点,在传感器的每个轴上产生二个分流,从中可以计算出它的位置.这时,精度主要取决于评价电子学系统的质量.目前,由Vistek公司提供一种电路, 它在PSD上的分辨能为可达4096个点,这相当于几个微米的定位差.该系统由一块前置放大板,一块信号处理板(12bit,2kHz)和一块用于连接计算机的选择式RS232一接口板构成.主要适用于实验室和小批量的试验. 大舟译自((Elektronik'1211994定位测量的磁性传感器德国的Schaltbau公司推出一种新型结构的磁性传感器MS101,可通过壁面来测定液压活塞在油缸中的位置,该产品是用普通的磁性钢制成的.将分做两部分的磁性系统装在活塞上,其磁流在两个极环距离的长度范围内流经缸壁.如果该长度大于壁厚,则磁场均匀地充满壁面,直至缸体管的外面.在外侧装有一个磁场传感器,该传感器以其用高导磁材料做的核心,分流出一部分磁流,以用作评价.开关位置可通过简单地移动缸体管上的传感器而随时进行调整.不需要有通过壁面的孔,而且,油缸也不再需要用价格昂贵的非磁性不锈钢或铝制成.传感器的形状可根据需要使其不断适合. 大舟译自(Eiektronik》1211994。

ＣＣＤ（Charged Coupled Device）于１９６９年在贝尔试验室研制成功，之后由日商等公司开始量产，其发展历程已经将近３０多年，从初期的１０多万像素已经发展至目前主流应用的５００万像素。

ＣＣＤ又可分为线型（Linear）与面型（Area）两种，其中线型应用于影像扫瞄器及传真机上，而面型主要应用于数码相机（DSC）、摄录影机、监视摄影机等多项影像输入产品上。

一般认为，ＣＣＤ图像传感器有以下优点：1. 高解析度（High Resolution）：像点的大小为μm级，可感测及识别精细物体，提高影像品质。

从早期1寸、1/2寸、2/3寸、1/4寸到最近推出的1/9寸，像素数目从初期的10多万增加到现在的400～500万像素；2. 低杂讯（Low Noise）高敏感度：ＣＣＤ具有很低的读出杂讯和暗电流杂讯，因此提高了信噪比（SNR），同时又具高敏感度，很低光度的入射光也能侦测到，其讯号不会被掩盖，使ＣＣＤ的应用较不受天候拘束；3. 动态范围广（High Dynamic Range）：同时侦测及分办强光和弱光，提高系统环境的使用范围，不因亮度差异大而造成信号反差现象。

4. 良好的线性特性曲线（Linearity）：入射光源强度和输出讯号大小成良好的正比关系，物体资讯不致损失，降低信号补偿处理成本；高光子转换效率（High Quantum Efficiency ）：很微弱的入射光照射都能被记录下来，若配合影像增强管及投光器，即使在暗夜远处的景物仍然还可以侦测得到；5. 大面积感光（Large Field of View）：利用半导体技术已可制造大面积的ＣＣＤD晶片，目前与传统底片尺寸相当的35mm的ＣＣＤ已经开始应用在数码相机中，成为取代专业有利光学相机的关键元件；光谱响应广（Broad Spectral Response）：能检测很宽波长范围的光，增加系统使用弹性，扩大系统应用领域；6. 低影像失真（Low Image Distortion）：使用CCD感测器，其影像处理不会有失真的情形，使原物体资讯忠实地反应出来；7. 体积小、重量轻：CCD具备体积小且重量轻的特性，因此，可容易地装置在人造卫星及各式导航系统上；8. 低秏电力，不受强电磁场影响；9. 电荷传输效率佳：该效率系数影响信噪比、解像率，若电荷传输效率不佳，影像将变较模糊；10. 可大批量生产，品质稳定，坚固，不易老化，使用方便及保养容易。

CCD图像传感器详解CCD图像传感器CCD全称为电荷耦合器件，是70年代发展起来的新型半导体器件。

它是在MOS集成电路技术基础上发展起来的，为半导体技术应用开拓了新的领域。

它具有光电转换、信息存贮和传输等功能，具有集成度高、功耗小、结构简单、寿命长、性能稳定等优点，故在固体图像传感器、信息存贮和处理等方面得到了广泛的应用。

CCD图像传感器能实现信息的获取、转换和视觉功能的扩展，能给出直观、真实、多层次的内容丰富的可视图像信息，被广泛应用于军事、天文、医疗、广播、电视、传真通信以及工业检测和自动控制系统。

实验室用的数码相机、光学多道分析器等仪器，都用了CCD 作图象探测元件。

一个完整的CCD器件光敏单元、转移栅、移位寄存器及一些辅助输入、输出电路组成。

CCD工作时，在设定的积分时间内光敏单元对光信号进行取样，将光的强弱转换为各光敏单元的电荷多少。

取样结束后各光敏元电荷转移栅转移到移位寄存器的相应单元中。

移位寄存器在驱动时钟的作用下，将信号电荷顺次转移到输出端。

将输出信号接到示波器、图象显示器或其它信号存储、处理设备中，就可对信号再现或进行存储处理。

于CCD光敏元可做得很小，所以它的图象分辨率很高。

一．CCD的MOS结构及存贮电荷原理CCD的基本单元是MOS电容器，这种电容器能存贮电荷，其结构如图1所示。

以P型硅为例，在P型硅衬底上通过氧化在表面形成SiO2层，然后在SiO2 上淀积一层金属为栅极，P型硅里的多数载流子是带正电荷的空穴，少数载流子是带负电荷的电子，当金属电极上施加正电压时，其电场能够透过SiO2绝缘层对这些载流子进行排斥或吸引。

于是带正电的空穴被排斥到远离电极处，剩下的带负电的少数载流子在紧靠SiO2层形成负电荷层，电子一旦进入于电场作用就不能复出，故又称为电子势阱。

当器件受到光照时，光子的能量被半导体吸收，产生电子-空穴对，这时出现的电子被吸引存贮在势阱中，这些电子是可以传导的。

光越强，势阱中收集的电子越多，光弱则反之，这样就把光的强弱变成电荷的数量，实现了光与电的转换，而势阱中收集的电子处于存贮状态，即使停止光照一定时间内也不会损失，这就实现了对光照的记忆。

TDI-CCD图像传感器
TDI-CCD（Time Delay Integration - Charge-Coupled Device）图
像传感器是一种用于高速图像捕捉和低光条件下的图像采集的传感
器技术。

TDI-CCD传感器通过将多个像素的输出进行累加来延长曝光时间，
从而提高图像质量。

它的工作原理类似于传统的CCD传感器，但具
有额外的时间延迟积分功能。

在传统的CCD传感器中，每个像素在曝光期间只能采集一次光信号，而在TDI-CCD传感器中，每个像素在整个曝光过程中都会持续采集
光信号。

这是通过将图像传感器的输出与移动的光线成像线进行匹
配来实现的。

TDI-CCD传感器通常由多个线性阵列组成，每个线性阵列都包含数
百到数千个像素。

当图像被投影到传感器上时，每个像素都会在整
个曝光过程中持续采集光信号，并将其传递到下一个像素，最终形
成一个累加的图像。

由于每个像素都可以持续采集光信号，TDI-CCD传感器在低光条件
下具有较高的灵敏度和较低的噪声水平。

这使得它们非常适用于需
要高质量图像的应用，例如卫星遥感、医学成像和工业检测。

总体而言，TDI-CCD图像传感器通过将多个像素的输出进行累加来
延长曝光时间，从而提高图像质量。

它在高速图像捕捉和低光条件
下具有广泛的应用前景。