在本篇設(shè)計揭密中，我們將審視富士膠片(fujifilm)公司630萬像素的finepix e550數(shù)碼相機所用的電荷耦合器件(ccd)傳感器。對一部傻瓜型相機來說，finepix e550的分辨率及其iso 800標準的感光度和1/2,000秒的快門速度令人印象深刻。實際上，為了實現(xiàn)這些性能目標，富士采用了其專有的超級ccd設(shè)計制造了其中的傳感器。 在數(shù)碼靜止照相機(dsc)市場，成像技術(shù)按圖像傳感器分為兩類：ccd和cmos成像器。cmos技術(shù)盤踞低端，而高端雖非由ccd獨家把持，但它仍是主宰。在富士膠片的超級ccd架構(gòu)內(nèi)，傳統(tǒng)的x-y陣列被旋轉(zhuǎn)45度，以將像素排成對角線。此舉在允許設(shè)計師采用相對大的八邊光電二極管的同時，優(yōu)化了空間利用，且與其它設(shè)計相比，它支持更細的點陣間距。 富士的設(shè)計人員表示，歸功于在布局上的改進，其超級ccd傳感器能將分辨率、感光性、動態(tài)范圍、信噪比和色彩逼真度等指標均衡地結(jié)合起來。另外，該公司的信號處理技術(shù)在光電二極管間生成虛擬像素，所以存儲的圖像實際上是一個1,230萬像素的方格x-y陣列。 富士膠片的ms3895a傳感器是其最初于1999年公布的技術(shù)的第四代產(chǎn)品。新傳感器的像素大小已縮小至2.7平方微米，以改進分辨率。該芯片由fujifilm microdevices在其日本仙臺的晶圓廠采用0.35微米、雙金屬、雙多晶硅工藝，在n型基層上埋置p型井的方法制成。在其7.7×9mm的裸片上總共有663萬像素，有效像素達630萬。借助信號處理增加的虛擬像素，能記錄內(nèi)容的像素總數(shù)達1,230萬。 該傳感器的像素以對角線方式排列。為正確觀察像素，也

CCD：電荷藕合器件圖像傳感器CCD（Charge Coupled Device），它使用一種高感光度的半導(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)過壓縮以后由相機內(nèi)部的閃速存儲器或內(nèi)置硬盤卡保存，因而可以輕而易舉地把數(shù)據(jù)傳輸給計算機，并借助于計算機的處理手段，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CCD表面受到光線照射時，每個感光單位會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。 CMOS：互補性氧化金屬半導(dǎo)體CMOS（Complementary Metal-Oxide Semiconductor）和CCD一樣同為在數(shù)碼相機中可記錄光線變化的半導(dǎo)體。CMOS的制造技術(shù)和一般計算機芯片沒什么差別，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，這兩個互補效應(yīng)所產(chǎn)生的電流即可被處理芯片紀錄和解讀成影像。然而，CMOS的缺點就是太容易出現(xiàn)雜點, 這主要是因為早期的設(shè)計使CMOS在處理快速變化的影像時，由于電流變化過于頻繁而會產(chǎn)生過熱的現(xiàn)象。 CCD的優(yōu)勢在于成像質(zhì)量好，但是由于制造工藝復(fù)雜，只有少數(shù)的廠商能夠掌握，所以導(dǎo)致制造成本居高不下，特別是大型CCD，價格非常高昂。在相同分辨率下，CMOS價格比CCD便宜，但是CMOS器件產(chǎn)生的圖像質(zhì)量相比CCD來說要低一些。到目前為止，市面上絕大多數(shù)的消費級別以及高端數(shù)碼相機都使用CCD作為感應(yīng)器；CMOS感應(yīng)器則作為低端產(chǎn)品應(yīng)用于一些攝像頭上，若有哪家攝像頭廠商生產(chǎn)的

CCD，(Charge Coupled Device)，即“電荷耦合器件”，以百萬像素為單位。數(shù)碼相機規(guī)格中的多少百萬像素，指的就是CCD的分辨率。CCD是一種感光半導(dǎo)體芯片，用于捕捉圖形，廣泛運用于掃描儀、復(fù)印機以及無膠片相機等設(shè)備。與膠卷的原理相似，光線穿過一個鏡頭，將圖形信息投射到CCD上。但與膠卷不同的是，CCD既沒有能力記錄圖形數(shù)據(jù)，也沒有能力永久保存下來，甚至不具備“曝光”能力。所有圖形數(shù)據(jù)都會不停留地送入一個“模-數(shù)”轉(zhuǎn)換器，一個信號處理器以及一個存儲設(shè)備(比如內(nèi)存芯片或內(nèi)存卡)。CCD有各式各樣的尺寸和形狀，最大的有2×2平方英寸。1970美國貝爾實驗室發(fā)明了CCD。二十年后，人們利用這一技術(shù)制造了數(shù)碼相機，將影像處理行業(yè)推進到一個全新領(lǐng)域。 CMOS,(Complementary Metal Oxide Semiconductor)，即“互補金屬氧化物半導(dǎo)體”。它是計算機系統(tǒng)內(nèi)一種重要的芯片，保存了系統(tǒng)引導(dǎo)所需的大量資料。有人發(fā)現(xiàn)，將CMOS加工也可以作為數(shù)碼相機中的感光傳感器，其便于大規(guī)模生產(chǎn)和成本低廉的特性是商家們夢寐以求的。 CCD和CMOS的技術(shù)對比 從技術(shù)的角度比較，CCD與CMOS有如下四個方面的不同： 1 信息讀取方式 CCD電荷耦合器存儲的電荷信息，需在同步信號控制下一位一位地實施轉(zhuǎn)移后讀取，電荷信息轉(zhuǎn)移和讀取輸出需要有時鐘控制電路和三組不同的電源相配合，整個電路較為復(fù)雜。CMOS光電傳感器經(jīng)光電轉(zhuǎn)換后直接產(chǎn)生電流（或電壓）信號，信號讀取十分簡單。 2 速度 CCD電荷耦合器需在同步時鐘的控制下，以行為單位一位一位地輸出信息，速度較慢；而CMO

CCD，(Charge Coupled Device)，即“電荷耦合器件”，以百萬像素為單位。數(shù)碼相機規(guī)格中的多少百萬像素，指的就是CCD的分辨率。CCD是一種感光半導(dǎo)體芯片，用于捕捉圖形，廣泛運用于掃描儀、復(fù)印機以及無膠片相機等設(shè)備。與膠卷的原理相似，光線穿過一個鏡頭，將圖形信息投射到CCD上。但與膠卷不同的是，CCD既沒有能力記錄圖形數(shù)據(jù)，也沒有能力永久保存下來，甚至不具備“曝光”能力。所有圖形數(shù)據(jù)都會不停留地送入一個“模-數(shù)”轉(zhuǎn)換器，一個信號處理器以及一個存儲設(shè)備(比如內(nèi)存芯片或內(nèi)存卡)。CCD有各式各樣的尺寸和形狀，最大的有2×2平方英寸。1970美國貝爾實驗室發(fā)明了CCD。二十年后，人們利用這一技術(shù)制造了數(shù)碼相機，將影像處理行業(yè)推進到一個全新領(lǐng)域。 CMOS,(Complementary Metal Oxide Semiconductor)，即“互補金屬氧化物半導(dǎo)體”。它是計算機系統(tǒng)內(nèi)一種重要的芯片，保存了系統(tǒng)引導(dǎo)所需的大量資料。有人發(fā)現(xiàn)，將CMOS加工也可以作為數(shù)碼相機中的感光傳感器，其便于大規(guī)模生產(chǎn)和成本低廉的特性是商家們夢寐以求的。 CCD和CMOS的技術(shù)對比 從技術(shù)的角度比較，CCD與CMOS有如下四個方面的不同： 1 信息讀取方式 CCD電荷耦合器存儲的電荷信息，需在同步信號控制下一位一位地實施轉(zhuǎn)移后讀取，電荷信息轉(zhuǎn)移和讀取輸出需要有時鐘控制電路和三組不同的電源相配合，整個電路較為復(fù)雜。CMOS光電傳感器經(jīng)光電轉(zhuǎn)換后直接產(chǎn)生電流（或電壓）信號，信號讀取十分簡單。 2 速度 CCD電荷耦合器需在同步時鐘的控制下，以行為單位一位一位地輸出信息，速度較慢；而CMO

噪點：由于ＣＭＯＳ每個感光二極管都需搭配一個放大器，如果以百萬像素計，那么就需要百萬個以上的放大器，而放大器屬于模擬電路，很難讓每個放大器所得到的結(jié)果保持一致，因此與只有一個放大器放在芯片邊緣的ＣＣＤ傳感器相比，ＣＭＯＳ傳感器的噪點就會增加很多，影響圖像品質(zhì)。 耗電量：ＣＭＯＳ傳感器的圖像采集方式為主動式，感光二極管所產(chǎn)生的電荷會直接由旁邊的電晶體做放大輸出；而ＣＣＤ傳感器為被動式采集，必須外加電壓讓每個像素中的電荷移動至傳輸通道。而這外加電壓通常需要１２￣１８Ｖ，因此ＣＣＤ還必須有更精密的電源線路設(shè)計和耐壓強度，高驅(qū)動電壓使ＣＣＤ的耗電量遠高于ＣＭＯＳ。ＣＭＯＳ的耗電量僅為ＣＣＤ的１／８到１／１０。 成本：由于ＣＭＯＳ傳感器采用一般半導(dǎo)體電路最常用的ＣＭＯＳ工藝，可以輕易地將周邊電路（如ＡＧＣ、ＣＤＳ、Ｔｉｍｉｎｇｇｅｎｅｒａｔｏｒ或ＤＳＰ等）集成到傳感器芯片中，因此可以節(jié)省外圍芯片的成本；而ＣＣＤ采用電荷傳遞的方式傳送數(shù)據(jù)，只要其中有一個像素不能運行，就會導(dǎo)致一整排的數(shù)據(jù)不能傳送，因此控制ＣＣＤ傳感器的成品率比ＣＭＯＳ傳感器困難許多，即使有經(jīng)驗的廠商也很難在產(chǎn)品問世的半年內(nèi)突破５０％的水平，因此，ＣＣＤ傳感器的制造成本會高于ＣＭＯＳ傳感器。 ＣＣＤ與ＣＭＯＳ傳感器的前景 ＣＣＤ在影像品質(zhì)等方面均優(yōu)于ＣＭＯＳ，而ＣＭＯＳ則具有低成本、低功耗、以及高整合度的特點。不過，隨著ＣＣＤ與ＣＭＯＳ傳感器技術(shù)的進步，兩者的差異將逐漸減小，新一代的ＣＣＤ傳感器一直在功耗上作改進，而ＣＭＯＳ傳感器則在改善分辨率與靈敏度方面的不足。相信不斷改進的ＣＣＤ與ＣＭＯＳ傳感器將為我們帶來更加美好的數(shù)

                   盛群半導(dǎo)體公司推出低啟動電流并適用于黑白及彩色CCD圖像傳感器用的四信道垂直驅(qū)動器HT82V805. HT82V805有16引腳SSOP和TSSOP兩種封裝,以提供客戶更多的選擇. 在傳感器的搭配上，市售監(jiān)視器用的黑白及彩色CCD 傳感器皆適用。在應(yīng)用上，則可廣泛應(yīng)用于CCD 攝影監(jiān)視系統(tǒng)相關(guān)的終端產(chǎn)品，例如 CCTV、安全、工業(yè)、汽車、PC、IP、網(wǎng)絡(luò)攝像機等范圍。 HT82V805的主要性能特性如下: 工作電壓3.0V-5.5V, 內(nèi)置有7種電路:2級輸出中有兩個電路用于垂直CCD時鐘驅(qū)動器,輸出電壓在-9V到0V(典型值),3級輸出中有兩個電路用于垂直CCD時鐘驅(qū)動器, 輸出電壓在-9V到15V(典型值);2級輸出中有一個電路用于快門驅(qū)動器,輸出電壓從-9V到15V(典型值), 在NTSC(EIA)和PAL(CCIR)模式間可切換, 16引腳SSOP/TSSOP封裝. 隨著影像處理以及模擬/數(shù)字信號電路設(shè)計的提升，盛群半導(dǎo)體在影像領(lǐng)域中，加強其設(shè)計經(jīng)驗并更進一步地發(fā)展新設(shè)計，以提供業(yè)界更高品質(zhì)及富競爭力的產(chǎn)品方案。         

              盛群半導(dǎo)體擴展其在影像產(chǎn)品的范疇，推出適于彩色ccd傳感器應(yīng)用的模擬信號處理器——HT82V842。此處理器集成了相關(guān)雙采樣(Correlated Double Sampling, CDS)、可編程增益放大器(Programmable Gain Amplifier, PGA)、黑電平箝位電路及A/D功能。工作于20MSPS下，可提供10位的分辨率，并采用與SHARP IR3Y48A1引腳兼容的48引腳LQFP封裝，可廣泛應(yīng)用于CCD相關(guān)的終端產(chǎn)品，例如與盛群半導(dǎo)體的HT82V804配合工作，可應(yīng)用于監(jiān)視系統(tǒng)、倒車系統(tǒng)、影像電話、PC/IP/Web Cameras等范圍，與HT82V806配合，可應(yīng)用于數(shù)碼相機/攝影機等范圍。 HT82V842是一款CMOS單芯片信號處理器件，其特性包括：操作電壓為2.7V至3.6V；典型值為70mW的低功耗；電源關(guān)斷模式下功耗低于30μW；1.0V P-P時接收直接信號輸入至ADC或PGA；CCD信號輸入電平為最大為1.1V P-P；10位ADC(最大20MHz)；典型DNL為±0.6 LSB；黑電平平衡器(Black level neutralizer)目標設(shè)置為16至127LSB；內(nèi)置串行接口；獨立ADC輸入轉(zhuǎn)換時間和數(shù)據(jù)輸出時鐘；獨立CDS和PGA增益控制，CDS為-1.94/0/6/12dB，PGA為0至24dB；-1.94至36dB的寬增益范圍；高速取樣及保持

盛群半導(dǎo)體公司(Holtek Semiconductor Inc.)推出適用于彩色ccd傳感器模擬信號處理的新型CMOS垂直時鐘驅(qū)動器和快門驅(qū)動器IC HT82V842，它包括集成的相關(guān)雙采樣(Correlated Double Sampling, CDS)、可編程增益放大器(Programmable Gain Amplifier, PGA)、黑電平箝位電路及A/D功能。 HT82V842驅(qū)動器IC的速度為20MSPS，分辨率達10位，與SHARP IR3Y48A1 48針LQFP封裝引腳兼容，工作電壓為3V至5.5V，可在NTSC (EIA)和PAL (CCIR)模式間切換，能轉(zhuǎn)換CMOS電平中的電壓和阻抗。此器件采用16引腳SSOP (150mil)封裝。

                  噪點：由于CMOS每個感光二極管都需搭配一個放大器，如果以百萬像素計，那么就需要百萬個以上的放大器，而放大器屬于模擬電路，很難讓每個放大器所得到的結(jié)果保持一致，因此與只有一個放大器放在芯片邊緣的ccd傳感器相比，CMOS傳感器的噪點就會增加很多，影響圖像品質(zhì)。          耗電量：CMOS傳感器的圖像采集方式為主動式，感光二極管所產(chǎn)生的電荷會直接由旁邊的電晶體做放大輸出；而ccd傳感器為被動式采集，必須外加電壓讓每個像素中的電荷移動至傳輸通道。而這外加電壓通常需要12~18V，因此CCD還必須有更精密的電源線路設(shè)計和耐壓強度，高驅(qū)動電壓使CCD的耗電量遠高于CMOS。CMOS的耗電量僅為CCD的1/8到1/10。         成本：由于CMOS傳感器采用一般半導(dǎo)體電路最常用的CMOS工藝，可以輕易地將周邊電路(如AGC、CDS、Timinggenerator或DSP等)集成到傳感器芯片中，因此可以節(jié)省外圍芯片的成本；而CCD采用電荷傳遞的方式傳送數(shù)據(jù)，只要其中有一個像素不能運行，就會導(dǎo)致一整排的數(shù)據(jù)不能傳送，因此控制ccd傳感器的成品率比CMOS傳感器困難許多，即使有經(jīng)驗的廠商也很難在產(chǎn)品問世的半年內(nèi)突破50%的水平，因此，C

CCD是美國貝爾實驗室于一九六九年發(fā)明的，與電腦晶片CMOS技術(shù)相似。也可作為計算機記憶體和邏輯操作片。CCD它是一種由大量獨立的感光單元按矩陣形式排列而成的特殊半導(dǎo)體材料。CCD感光能力比PMT低，但近幾年來CCD技術(shù)進步很大。CCD它體積小，成本低，廣泛應(yīng)用于掃描儀、數(shù)碼相機和數(shù)碼相機。目前，大多數(shù)數(shù)碼相機使用的圖像傳感器都是CCD。電荷耦合器件圖像傳感器CCD（ChargeCoupLEDDevICe），它由高靈敏度的半導(dǎo)體材料制成，可以將光轉(zhuǎn)化為電荷，并通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器芯片BA3812L轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號。數(shù)字信號壓縮后，由相機內(nèi)的閃存或內(nèi)置硬盤卡保存。因此，借助計算機的處理方法，數(shù)據(jù)可以很容易地傳輸?shù)接嬎銠C，根據(jù)需要和想象修改圖像。CCD顏色本身無法區(qū)分，所以在實際應(yīng)用中需要使用顏色濾鏡。一般來說，它是CCD設(shè)備的過濾層涂上不同的顏色，其色塊根據(jù)不同的顏色G-R-G-B(綠色-紅色-綠色-藍色)順序排列，使每個濾鏡單元下的感光單元感應(yīng)不同的顏色。一，ccd傳感器的工作原理CCD基本單位是MOS電容器，這種電容器可以儲存電荷。以P型硅為例，在P型硅襯底上氧化形成表面SiO2層，然后在SiO一層金屬上淀積為柵極，P型硅中的大多數(shù)載流子是帶有正電荷的孔，少數(shù)載流子是帶有負電荷的電子。當正電壓施加在金屬電極上時，其電場可以通過SiO絕緣層排斥或吸引這些載流子。因此，帶正電源的空穴被排除在遠離電極的地方，留下一些帶負電源的載流子，這些載流子無法移動SiO二層形成負電荷層(耗盡層)，這種現(xiàn)象就形成了電子陷阱，電子一旦進入就無法復(fù)出，因此也被稱為電子潛在陷阱。當設(shè)備被照亮時(光可以通過每個

瑞典皇家科學院6日宣布，將2009年諾貝爾物理學獎授予英國華裔科學家高錕以及美國科學家威拉德·博伊爾和喬治·史密斯。 伴隨著數(shù)碼相機、帶有攝像頭的手機等電子設(shè)備風靡全球，人類已經(jīng)進入了全民數(shù)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(lǐng)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(fā)明的CCD(電荷耦合器件)圖像傳感器。 百多年來，伴隨著暗箱、鏡頭和感光材料制作不斷取得突破，以及精密機械、化學技術(shù)的發(fā)展，照相機的功能越來越強大，使用越來越方便。 但是，直到幾十年前，人們依然只能將影像記錄在膠片上。拍攝影像慢慢普及，但即時欣賞、分享、傳遞影像還非常困難。1969年，博伊爾和史密斯極富創(chuàng)意地發(fā)明了一種半導(dǎo)體裝置，可以把光學影像轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號，這一裝置，就是CCD圖像傳感器。 CCD圖像傳感器的發(fā)明，實際上是應(yīng)用愛因斯坦有關(guān)光電效應(yīng)理論的結(jié)果，即光照射到某些物質(zhì)上，能夠引起物質(zhì)的電性質(zhì)發(fā)生變化。但是從理論到實踐，道路卻并不平坦?？茖W家遇到的最大挑戰(zhàn)，在于如何在很短的時間內(nèi)，將每一個點上因為光照而產(chǎn)生改變的大量電信號采集并且辨別出來。 經(jīng)過多次試驗，博伊爾和史密斯終于解決了上述難題。他們采用一種高感光度的半導(dǎo)體材料，將光線照射導(dǎo)致的電信號變化轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，使得其高效存儲、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沖洗膠片了。 如今，CCD圖像傳感器除了大規(guī)模應(yīng)用于數(shù)碼相機外，還廣泛應(yīng)用于攝像機、掃描儀，以及工業(yè)領(lǐng)域等。此外，在醫(yī)學中為診斷疾病或進行顯微手術(shù)等而對人體內(nèi)部進行的拍攝中，

1969年，貝爾實驗室(Bell Laboratories)的科學家Willard S. Boyle和George E. Smith發(fā)明了第一個成功的數(shù)字影像傳感器技術(shù)：電荷耦合組件(CCD)。40年后，隨著影像傳感器逐漸發(fā)展成為一個年出貨量達13億顆的龐大市場，這兩位技術(shù)先鋒也在2009年獲頒諾貝爾物理獎，以表揚他們在數(shù)字成像領(lǐng)域的貢獻。 “影像傳感器技術(shù)對世界和整個社會帶來了巨大且深遠的影響，”iSuppli分析師Pamela Tufegdzic說?！坝跋駛鞲衅鞯膽?yīng)用范圍甚廣，如數(shù)字相機、手機，已經(jīng)成為現(xiàn)代文化密不可分的一部份，也影響了社交媒體和視訊共享革命的發(fā)展?！? 影像傳感器隨處可見 CCD與其后繼技術(shù)cmos傳感器的發(fā)明，已經(jīng)在全球帶起了大量采用成像技術(shù)的風潮。 iSuppli預(yù)測2009年，13億顆影像傳感器被運往世界各地，而2012年，市場出貨量將跨越20億顆的門檻。 在數(shù)字相機與攝影機市場中，影像傳感器才以一種量產(chǎn)型消費導(dǎo)向型產(chǎn)品之姿激活市場，截至目前為止，對影像傳感器需求最大的領(lǐng)域仍是手機市場。2010年，超過10億顆像傳感器是被應(yīng)用在手機市場的，iSuppli預(yù)測。 但在此同時，影像傳感器的新興應(yīng)用市場也在迅速崛起。舉例來說，汽車市場的影像傳感器出貨量在未來幾年內(nèi)將從2009年的420萬顆上升到2013年的1,460萬顆，成長三倍以上。 “雖然規(guī)模相對較小，但在影像傳感器市場中，汽車是目前全球成長最快的領(lǐng)域，”iSuppli總監(jiān)暨首席分析師Jagdish Rebello表示?！霸谄囍?，需要應(yīng)用到大量的影像傳感器，包括車道偏離警告系統(tǒng)、盲點

富士膠片開發(fā)出了1個ccd傳感器即可實現(xiàn)(1)感光度高且噪音少的圖像、(2)動態(tài)范圍大的圖像、(3)分辨率高的圖像3種攝影的“超級CCD蜂窩EXR”。著眼于人眼隨亮度改變分辨能力及感光度的機理開發(fā)而成。通過根據(jù)攝影環(huán)境及攝影目的切換3種撮影，可實現(xiàn)更接近人眼感知圖像的攝影。 超級CCD蜂窩是一種將光電二極管的形狀制成8角形的同時，傾斜45度排列像素的ccd傳感器。此次改變了彩色濾光片的排列，使同色像素沿傾斜方向鄰接。通過在進行提高感光度的像素混合處理時，使傾斜鄰接的同色像素組合，減少了偽色的發(fā)生。而原來是沿水平方向、夾著不同色像素來混合像素。由于混合的像素間距離較大，因此容易發(fā)生偽色，在進行偽色補償處理后，分辨率就會下降。而新的排列不同，即使提高感光度，也可獲得分辨率高的圖像。該公司將這一技術(shù)稱為“像素聯(lián)合技術(shù)（Pixel Fusion Technology）”。 另外，EXR通過以電氣方式調(diào)整對鄰接像素進行曝光的時間，1次攝影即可獲得受光量不同的兩組圖像數(shù)據(jù)對這兩組圖像數(shù)據(jù)進行合成，便可獲得動態(tài)范圍大的一幅圖像。該公司現(xiàn)有的超級CCD蜂窩有組合2種像素的“超級CCD蜂窩SR”方式，以及由1種像素組成的“超級CCD蜂窩HR”方式，此次的EXR由1種像素組成。以HR方式擴大動態(tài)范圍時，攝影感光度存在ISO 200以上的制約，而EXR沒有限制。該技術(shù)稱為“雙重捕捉技術(shù)（Dual Capture Technology）”。 在想獲得感光度高的圖像時，可充分利用全部像素，通過該公司的“實時圖像引擎（Real Photo Engine）”，進行加入最佳信號處理的繪制?？蓪淙~及人的頭發(fā)

富士膠片開發(fā)出了1個ccd傳感器即可實現(xiàn)(1)感光度高且噪音少的圖像、(2)動態(tài)范圍大的圖像、(3)分辨率高的圖像3種攝影的“超級CCD蜂窩EXR”。著眼于人眼隨亮度改變分辨能力及感光度的機理開發(fā)而成。通過根據(jù)攝影環(huán)境及攝影目的切換3種撮影，可實現(xiàn)更接近人眼感知圖像的攝影。超級CCD蜂窩是一種將光電二極管的形狀制成8角形的同時，傾斜45度排列像素的ccd傳感器。此次改變了彩色濾光片的排列，使同色像素沿傾斜方向鄰接。通過在進行提高感光度的像素混合處理時，使傾斜鄰接的同色像素組合，減少了偽色的發(fā)生。而原來是沿水平方向、夾著不同色像素來混合像素。由于混合的像素間距離較大，因此容易發(fā)生偽色，在進行偽色補償處理后，分辨率就會下降。而新的排列不同，即使提高感光度，也可獲得分辨率高的圖像。該公司將這一技術(shù)稱為“像素聯(lián)合技術(shù)（Pixel Fusion Technology）”。另外，EXR通過以電氣方式調(diào)整對鄰接像素進行曝光的時間，1次攝影即可獲得受光量不同的兩組圖像數(shù)據(jù)對這兩組圖像數(shù)據(jù)進行合成，便可獲得動態(tài)范圍大的一幅圖像。該公司現(xiàn)有的超級CCD蜂窩有組合2種像素的“超級CCD蜂窩SR”方式，以及由1種像素組成的“超級CCD蜂窩HR”方式，此次的EXR由1種像素組成。以HR方式擴大動態(tài)范圍時，攝影感光度存在ISO 200以上的制約，而EXR沒有限制。該技術(shù)稱為“雙重捕捉技術(shù)（Dual Capture Technology）”。在想獲得感光度高的圖像時，可充分利用全部像素，通過該公司的“實時圖像引擎（Real Photo Engine）”，進行加入最佳信號處理的繪制?？蓪淙~及人的頭發(fā)等高頻成

NEC電子將面向具有掃描功能的打印一體機，上市采用塑料封裝但卻具備原陶瓷封裝產(chǎn)品同等以上性能的三種ccd傳感器。分別為讀取分辨率為24點陣/mm時，最大可讀取A3原稿尺寸的“μPD8834CT”和“μPD8831CT”，以及最大可讀取A4原稿尺寸的“μPD8864CT”。 在芯片內(nèi)產(chǎn)生高熱量的放大器電路的正下方安裝有銅散熱板，形成了一直到封裝底面的導(dǎo)熱路線。提高了封裝的散熱性，熱電阻減小到了50K/W。該熱阻值比以往的陶瓷封裝產(chǎn)品減小約37％。通過在連接芯片和底板的金屬端子的形狀方面下工夫，開發(fā)出了可吸收封裝底板引起的變形應(yīng)力。這樣一來，抑制了由封裝底板應(yīng)力引起的芯片曲翹。另外，散熱片的大小與放大器相當、材質(zhì)改為了銅，從而減小了封裝整體的膨脹系數(shù)差。通過使封裝上下的體積比均等，調(diào)整由吸脫濕引起的體積增加，減小了溫濕度變化產(chǎn)生的應(yīng)力。 μPD8834CT配備有R、G、B各色和單色專用的讀取列。μPD8831CT配備有R、G、B各色的讀取列。兩種產(chǎn)品每列的有效像素為7500，像素間距為4.7μm。讀取速度方面，在沿長邊方向讀取A4原稿時，μPD8834CT彩色時約為30頁/分，單色時約為60頁/分。μPD8831CT彩色時約為60頁/分。采用＋10V單一電源|穩(wěn)壓器工作。 μPD8864CT配備有R、G、B各色的讀取列。每列的有效像素為5400，像素間距為7μm。讀取速度沿A4長邊方向時，彩色約為60頁/分。也采用＋10V單一電源工作。 三種產(chǎn)品均已樣品供貨。樣品單價均為1500日元。μPD8834CT和μPD8831CT將在2008年第三季度，μPD8864CT將在08年

在本篇設(shè)計揭密中，我們將審視富士膠片(Fujifilm)公司630萬像素的Finepix E550數(shù)碼相機所用的電荷耦合器件(CCD)傳感器。對一部傻瓜型相機來說，F(xiàn)inepix E550的分辨率及其ISO 800標準的感光度和1/2,000秒的快門速度令人印象深刻。實際上，為了實現(xiàn)這些性能目標，富士采用了其專有的超級CCD設(shè)計制造了其中的傳感器。 在數(shù)碼靜止照相機(DSC)市場，成像技術(shù)按圖像傳感器分為兩類：CCD和CMOS成像器。CMOS技術(shù)盤踞低端，而高端雖非由CCD獨家把持，但它仍是主宰。在富士膠片的超級CCD架構(gòu)內(nèi)，傳統(tǒng)的x-y陣列被旋轉(zhuǎn)45度，以將像素排成對角線。此舉在允許設(shè)計師采用相對大的八邊光電二極管的同時，優(yōu)化了空間利用，且與其它設(shè)計相比，它支持更細的點陣間距。 富士的設(shè)計人員表示，歸功于在布局上的改進，其超級ccd傳感器能將分辨率、感光性、動態(tài)范圍、信噪比和色彩逼真度等指標均衡地結(jié)合起來。另外，該公司的信號處理技術(shù)在光電二極管間生成虛擬像素，所以存儲的圖像實際上是一個1,230萬像素的方格x-y陣列。 富士膠片的MS3895A傳感器是其最初于1999年公布的技術(shù)的第四代產(chǎn)品。新傳感器的像素大小已縮小至2.7平方微米，以改進分辨率。該芯片由Fujifilm Microdevices在其日本仙臺的晶圓廠采用0.35微米、雙金屬、雙多晶硅工藝，在n型基層上埋置p型井的方法制成。在其7.7×9mm的裸片上總共有663萬像素，有效像素達630萬。借助信號處理增加的虛擬像素，能記錄內(nèi)容的像素總數(shù)達1,230萬。 該傳感器的像素以對角線方式排

噪點：由于CMOS每個感光二極管都需搭配一個放大器，如果以百萬像素計，那么就需要百萬個以上的放大器，而放大器屬于模擬電路，很難讓每個放大器所得到的結(jié)果保持一致，因此與只有一個放大器放在芯片邊緣的ccd傳感器相比，CMOS傳感器的噪點就會增加很多，影響圖像品質(zhì)。 耗電量：CMOS傳感器的圖像采集方式為主動式，感光二極管所產(chǎn)生的電荷會直接由旁邊的電晶體做放大輸出；而ccd傳感器為被動式采集，必須外加電壓讓每個像素中的電荷移動至傳輸通道。而這外加電壓通常需要12~18V，因此CCD還必須有更精密的電源線路設(shè)計和耐壓強度，高驅(qū)動電壓使CCD的耗電量遠高于CMOS。CMOS的耗電量僅為CCD的1/8到1/10。 成本：由于CMOS傳感器采用一般半導(dǎo)體電路最常用的CMOS工藝，可以輕易地將周邊電路(如AGC、CDS、Timinggenerator或DSP等)集成到傳感器芯片中，因此可以節(jié)省外圍芯片的成本；而CCD采用電荷傳遞的方式傳送數(shù)據(jù)，只要其中有一個像素不能運行，就會導(dǎo)致一整排的數(shù)據(jù)不能傳送，因此控制ccd傳感器的成品率比CMOS傳感器困難許多，即使有經(jīng)驗的廠商也很難在產(chǎn)品問世的半年內(nèi)突破50%的水平，因此，ccd傳感器的制造成本會高于CMOS傳感器。 CCD與CMOS傳感器的前景CCD在影像品質(zhì)等方面均優(yōu)于CMOS，而CMOS則具有低成本、低功耗、以及高整合度的特點。不過，隨著CCD與CMOS傳感器技術(shù)的進步，兩者的差異將逐漸減小，新一代的ccd傳感器一直在功耗上作改進，而CMOS傳感器則在改善分辨率與靈敏度方面的不足。相信不斷改進的CCD與CMOS傳感器將為我們帶來更

為拓展在影像產(chǎn)品的范疇，繼HT82V805之后，盛群半導(dǎo)體日前推出適用于黑白及彩色ccd傳感器用的六信道垂直驅(qū)動器HT82V806，采用業(yè)界同等級產(chǎn)品中，外觀尺寸最小的 24引腳SSOP(150mil)的封裝。 該控制器適用于市場上監(jiān)視器用的黑白及彩色ccd傳感器，可廣泛應(yīng)用于CCD攝像監(jiān)視系統(tǒng)相關(guān)的終端產(chǎn)品，例如CCTV、監(jiān)視系統(tǒng)、工業(yè)、汽車、PC、網(wǎng)絡(luò)攝像機、DSC等范圍。 此外，盛群還新推出HT82V842A CCD攝影監(jiān)視器/數(shù)碼相機模擬信號處理器HT82V842A，整合CDS(Correlated Double Sampling)、PGA(Programmable Gain Amplifier)、Black Level Clamp及ADC等線路，工作于20MSPS下，可提供10位的分辨率，采用48引腳LQFP封裝。在應(yīng)用上，則可廣泛應(yīng)用于CCD相關(guān)的終端產(chǎn)品，例如與上述HT82V805或HT82V806搭配，應(yīng)用于監(jiān)視系統(tǒng)、倒車系統(tǒng)、影像電話、數(shù)碼相機、照相手機、PC/IP/Web攝像機等范圍。 隨著影像處理以及模擬/數(shù)字信號電路設(shè)計的提升，盛群在影像領(lǐng)域中，加強其設(shè)計經(jīng)驗并更進一步發(fā)展新設(shè)計，以提供業(yè)界高質(zhì)量且具競爭力的產(chǎn)品方案。

為拓展在影像產(chǎn)品的范疇，繼HT82V805之后，盛群半導(dǎo)體日前推出適用于黑白及彩色ccd傳感器用的六信道垂直驅(qū)動器HT82V806，采用業(yè)界同等級產(chǎn)品中，外觀尺寸最小的 24引腳SSOP(150mil)的封裝。該控制器適用于市場上監(jiān)視器用的黑白及彩色ccd傳感器，可廣泛應(yīng)用于CCD攝像監(jiān)視系統(tǒng)相關(guān)的終端產(chǎn)品，例如CCTV、監(jiān)視系統(tǒng)、工業(yè)、汽車、PC、網(wǎng)絡(luò)攝像機、DSC等范圍。 此外，盛群還新推出HT82V842A CCD攝影監(jiān)視器/數(shù)碼相機模擬信號處理器HT82V842A，整合CDS(Correlated Double Sampling)、PGA(Programmable Gain Amplifier)、Black Level Clamp及ADC等線路，工作于20MSPS下，可提供10位的分辨率，采用48引腳LQFP封裝。在應(yīng)用上，則可廣泛應(yīng)用于CCD相關(guān)的終端產(chǎn)品，例如與上述HT82V805或HT82V806搭配，應(yīng)用于監(jiān)視系統(tǒng)、倒車系統(tǒng)、影像電話、數(shù)碼相機、照相手機、PC/IP/Web攝像機等范圍。 隨著影像處理以及模擬/數(shù)字信號電路設(shè)計的提升，盛群在影像領(lǐng)域中，加強其設(shè)計經(jīng)驗并更進一步發(fā)展新設(shè)計，以提供業(yè)界高質(zhì)量且具競爭力的產(chǎn)品方案。

日本夏普公司于日前發(fā)布了一款1/2.5英寸的圖像傳感器，編號為RJ23V3BA0BT。該ccd傳感器像素卻達到了800萬，是目前世界上最小的一塊800萬像素1/2.5英寸的CCD。這對于便攜式卡片機來說具有劃時代的意義，意味著以后使用1/2.5英寸CCD的數(shù)碼相機的像素有望達到800萬像素級別（當前卡片機最高僅達到700萬像素）。 夏普ccd傳感器RJ23V3BA0BT總像素卻達到了850萬（有效像素為823萬），即每個像素單元只有1.75μm。采用低電量優(yōu)化設(shè)計，并具有VGA畫質(zhì)30fps的動態(tài)拍攝能力，而最高靜態(tài)圖像分辨率為3320×2496。 據(jù)悉，這塊傳感器將在本月31日開始接受預(yù)定，正式量產(chǎn)則要等到今年4月，而月產(chǎn)量可達30萬枚。其價格為4000日元/枚。

CCD，(ChargeCoupledDevice)，即“電荷耦合器件”，以百萬像素為單位。數(shù)碼相機規(guī)格中的多少百萬像素，指的就是CCD的分辨率。CCD是一種感光半導(dǎo)體芯片，用于捕捉圖形，廣泛運用于掃描儀、復(fù)印機以及無膠片相機等設(shè)備。與膠卷的原理相似，光線穿過一個鏡頭，將圖形信息投射到CCD上。但與膠卷不同的是，CCD既沒有能力記錄圖形數(shù)據(jù)，也沒有能力永久保存下來，甚至不具備“曝光”能力。所有圖形數(shù)據(jù)都會不停留地送入一個“模-數(shù)”轉(zhuǎn)換器，一個信號處理器以及一個存儲設(shè)備(比如內(nèi)存芯片或內(nèi)存卡)。CCD有各式各樣的尺寸和形狀，最大的有2×2平方英寸。1970美國貝爾實驗室發(fā)明了CCD。二十年后，人們利用這一技術(shù)制造了數(shù)碼相機，將影像處理行業(yè)推進到一個全新領(lǐng)域。 CMOS,(ComplementaryMetalOxideSemiconductor)，即“互補金屬氧化物半導(dǎo)體”。它是計算機系統(tǒng)內(nèi)一種重要的芯片，保存了系統(tǒng)引導(dǎo)所需的大量資料。有人發(fā)現(xiàn)，將CMOS加工也可以作為數(shù)碼相機中的感光傳感器，其便于大規(guī)模生產(chǎn)和成本低廉的特性是商家們夢寐以求的。 CCD和CMOS的技術(shù)對比 從技術(shù)的角度比較，CCD與CMOS有如下四個方面的不同： 1信息讀取方式 CCD電荷耦合器存儲的電荷信息，需在同步信號控制下一位一位地實施轉(zhuǎn)移后讀取，電荷信息轉(zhuǎn)移和讀取輸出需要有時鐘控制電路和三組不同的電源相配合，整個電路較為復(fù)雜。CMOS光電傳感器經(jīng)光電轉(zhuǎn)換后直接產(chǎn)生電流（或電壓）信號，信號讀取十分簡單。 2速度 CCD電荷耦合器需在同步時鐘的控制下，以行為單位一位一位地輸出信息，速度較慢；而CM

噪點：由于CMOS每個感光二極管都需搭配一個放大器，如果以百萬像素計，那么就需要百萬個以上的放大器，而放大器屬于模擬電路，很難讓每個放大器所得到的結(jié)果保持一致，因此與只有一個放大器放在芯片邊緣的ccd傳感器相比，CMOS傳感器的噪點就會增加很多，影響圖像品質(zhì)。 耗電量：CMOS傳感器的圖像采集方式為主動式，感光二極管所產(chǎn)生的電荷會直接由旁邊的電晶體做放大輸出；而ccd傳感器為被動式采集，必須外加電壓讓每個像素中的電荷移動至傳輸通道。而這外加電壓通常需要12~18V，因此CCD還必須有更精密的電源線路設(shè)計和耐壓強度，高驅(qū)動電壓使CCD的耗電量遠高于CMOS。CMOS的耗電量僅為CCD的1/8到1/10。 成本：由于CMOS傳感器采用一般半導(dǎo)體電路最常用的CMOS工藝，可以輕易地將周邊電路(如AGC、CDS、Timinggenerator或DSP等)集成到傳感器芯片中，因此可以節(jié)省外圍芯片的成本；而CCD采用電荷傳遞的方式傳送數(shù)據(jù)，只要其中有一個像素不能運行，就會導(dǎo)致一整排的數(shù)據(jù)不能傳送，因此控制ccd傳感器的成品率比CMOS傳感器困難許多，即使有經(jīng)驗的廠商也很難在產(chǎn)品問世的半年內(nèi)突破50%的水平，因此，ccd傳感器的制造成本會高于CMOS傳感器。 CCD與CMOS傳感器的前景 CCD在影像品質(zhì)等方面均優(yōu)于CMOS，而CMOS則具有低成本、低功耗、以及高整合度的特點。不過，隨著CCD與CMOS傳感器技術(shù)的進步，兩者的差異將逐漸減小，新一代的ccd傳感器一直在功耗上作改進，而CMOS傳感器則在改善分辨率與靈敏度方面的不足。相信不斷改進的CCD與CMOS

CCD：電荷藕合器件圖像傳感器CCD（Charge Coupled Device），它使用一種高感光度的半導(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)過壓縮以后由相機內(nèi)部的閃速存儲器或內(nèi)置硬盤卡保存，因而可以輕而易舉地把數(shù)據(jù)傳輸給計算機，并借助于計算機的處理手段，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CCD表面受到光線照射時，每個感光單位會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。 CMOS：互補性氧化金屬半導(dǎo)體CMOS（Complementary Metal-Oxide Semiconductor）和CCD一樣同為在數(shù)碼相機中可記錄光線變化的半導(dǎo)體。CMOS的制造技術(shù)和一般計算機芯片沒什么差別，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，這兩個互補效應(yīng)所產(chǎn)生的電流即可被處理芯片紀錄和解讀成影像。然而，CMOS的缺點就是太容易出現(xiàn)雜點, 這主要是因為早期的設(shè)計使CMOS在處理快速變化的影像時，由于電流變化過于頻繁而會產(chǎn)生過熱的現(xiàn)象。 CCD的優(yōu)勢在于成像質(zhì)量好，但是由于制造工藝復(fù)雜，只有少數(shù)的廠商能夠掌握，所以導(dǎo)致制造成本居高不下，特別是大型CCD，價格非常高昂。在相同分辨率下，CMOS價格比CCD便宜，但是CMOS器件產(chǎn)生的圖像質(zhì)量相比CCD來說要低一些。到目前為止，市面上絕大多數(shù)的消費級別以及高端數(shù)碼相機都使用CCD作為感應(yīng)器；CMOS感應(yīng)器則作為低端產(chǎn)品應(yīng)用于一些攝像頭上，若有