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CCD参数介绍及发展史

来源:互联网 发布时间:2008/12/22
     CCD发展简史
 
     CCD产品问世已有30多年,从当时的20万像素发展到目前的500—800万像素,无论其市场规模还是其应用面,都得到了巨大的发展,可以说是在平稳中逐步提高,特别是近几年来,在消费领域中的应用发展速度更快。由于CCD的技术生产工艺复杂,目前业界只有索尼、飞利浦、柯达、松下、富士和夏普6家厂商可以批量生产,而其中最主要的供商应是索尼,飞利浦和柯达,其中,在各厂商市占率方面,索尼以50%的市占率,成为市场领导厂商。索尼从70年代研发CCD以来,即将其广泛运用在摄录放影机及广播电视等专业用摄影机等器材上,目前索尼的研发水平仍是领先于其它公司之上目前的CCD组件,每一个像素的面积和开发初期比较起来,己缩小到1/10以下。今后在应用产品趋向小型化,高像素的要求下,单位面积将会更加的缩小。在小型化的同时,利用各种新开发的技术,使其感光度不会因为单位面积缩小而受到影响,也同时要求其性能维持或向上提升。以下是索尼公司按年代划分而发展的CCD传感器简介:
 
     1、HAD感测器
 
     HAD(HOLE-ACCUMULATION DIODE)传感器是在N型基板,P型,N+2极体的表面上,加上正孔蓄积层,这是SONY独特的构造。由于设计了这层正孔蓄积层,可以使感测器表面常有的暗电流问题获得解决。另外,在N型基板上设计电子可通过的垂直型隧道,使得开口率提高,换句换说,也提高了感度。在80年代初期,索尼将其领先使用在可变速电子快门产品中,在拍摄移动快速的物体也可获得清晰的图象。
 
     2、ON-CHIP MICRO LENS
 

     80年代后期,因为CCD中每一像素的缩小,将使得受光面积减少,感度也将变低。为改善这个问题,索尼在每一感光二极管前装上微小镜片,使用微小镜片后,感光面积不再因为感测器的开口面积而决定,而是以微小镜片的表面积来决定。所以在规格上提高了开口率,也使感亮度因此大幅提升。
 
     3、SUPER HAD CCD
 
     进入90年代后期以来,CCD的单位面积也越来越小,1989年开发的微小镜片技术,已经无法再提升感亮度,如果将CCD组件内部放大器的放大倍率提升,将会使杂讯也被提高,画质会受到明显的影响。索尼在CCD技术的研发上又更进一步,将以前使用微小镜片的技术改良,提升光利用率,开发将镜片的形状最优化技术,即索尼 SUPER HAD CCD技术。基本上是以提升光利用效率来提升感亮度的设计,这也为目前的CCD基本技术奠定了基础。
 
     4、NEW STRUCTURE CCD
 
     在摄影机的光学镜头的光圈F值不断的提升下,进入到摄影机内的斜光就越来越多,使得入射到CCD组件的光无法百分之百的被聚焦到感测器上,而CCD感测器的感度将会降低。1998年索尼公司为改善这个问题,将彩色滤光片和遮光膜之间再加上一层内部的镜片。加上这层镜片后可以改善内部的光路,使斜光也可以被聚焦到感光器。而且同时将硅基板和电极间的绝缘层薄膜化,让会造成垂直CCD画面杂讯的讯号不会进入,使SMEAR特性改善。
 
     5、EXVIEW HAD CCD
 

     比可视光波长更长的红外线光,也可以在半导体硅芯片内做光电变换。可是至当前为止,CCD无法将这些光电变换后的电荷,以有效的方法收集到感测器内。为此,索尼在1998年新开发的“EXVIEW HAD CCD”技术就可以将以前未能有效利用的近红外线光,有效转换成为映像资料而用。使得可视光范围扩充到红外线,让感亮度能
 
     大幅提高。利用“EXVIEW H
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[!--empirenews.page--]AD CCD”组件时,在黑暗的环境下也可得到高亮度的照片。而且之前在硅晶板深层中做的光电变换时,会漏出到垂直CCD部分的SMEAR成分,也可被收集到传感器内,所以影响画质的杂讯也会大幅降低。
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