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高靈敏度CCD和CMOS芯片技術對未來的展望
數(shù)字圖像傳感器在私人和專業(yè)應用領域都有很好的建立。但是哪種傳感器更有效，CCD還是CMOS？這個問題引發(fā)了熱烈的討論。更詳細的分析表明，這些傳感器有許多共同的特點。CMOS和CCD都可以是有益的，這取決于應用。
成像系統(tǒng)在私人和專業(yè)、科學和工業(yè)應用中的大范圍使用，產生了對數(shù)字圖像傳感器的高需求。在科學應用中，除了純粹的記錄目的外，這些照相機系統(tǒng)還用于測量不易看到或無法看到的參數(shù)或可視化事件。在工業(yè)應用中，這些相機用于質量控制、觀察和安全。這些天來，幾乎所有的手機都包括一個集成的數(shù)碼相機，也沒有幾個人沒有數(shù)碼攝像機或靜止攝像機。
圖像記錄的基礎，例如一定的光分布，是由數(shù)字圖像傳感器。他們可能會被因其結構和設計而被淘汰。制造工藝。電荷耦合器件(充電一耦合器件)描述了近電荷無損傳輸和CMOS(互補金屬氧化物在半導體一驅動器)描述了制造過程。
CCD圖像傳感器已經存在了二十多年，而CMOS傳感器則更年輕。近幾年來，CMOS傳感器的生產工藝得到了驗證，提高了CCD圖像傳感器的圖像質量。我不討論哪個傳感器更好，因為這是一個錯誤的問題。本文將介紹新的圖像傳感器技術，并試圖展望未來，重點介紹各種圖像傳感器的發(fā)展趨勢和應用領域。這兩種類型的圖像傳感器的過程。
先進的圖像傳感器，雖然趨勢指向更高的空間分辨率(更好的圖像質量)和更小的像素尺寸(對制造商來說更高的成品率)，但對于測量或質量控制應用來說，即使是較薄的相機也對高質量圖像感興趣。還有進一步的優(yōu)化標準:動態(tài)范圍例如，可區(qū)分的光或灰度值的數(shù)量和快速事件的圖像幀速率。目前高性能圖像傳感器各有差異。
趨勢和近階段的事態(tài)發(fā)展：
在汽車工業(yè)對圖像處理駕駛員輔助系統(tǒng)的愿望和要求的推動下，開發(fā)了特殊的CMOS圖像傳感器，可以顯示和記錄巨大的光動態(tài)范圍。一些例子包括HDRC(高動態(tài)范圍)CMOS圖像傳感器，其對數(shù)靈敏度曲線和雙斜率讀出過程的CMOS傳感器。利用這些傳感器，可以產生響應曲線，消除10位或12位輸出圖像，但增加光信號范圍或動態(tài)范圍突出。典型的例子是在進入或離開隧道時顯示的對比度范圍。這兩種方法都是在20世紀90年代發(fā)展起來的，現(xiàn)在已經達到了真正的應用。比較了具有曝光優(yōu)化的標準圖像記錄與實驗室圖像中的內部或外部場景使用雙斜率讀出法顯示?？梢郧宄乜吹?，雙斜率法實現(xiàn)了很好的。
CCD和CMOS圖像傳感器具有許多共同特性，因此可以用于相似的應用，特別是用于商業(yè)應用，例如數(shù)碼靜止相機、移動電話和玩具。由于CMOS圖像傳感器的量子效率較低，讀出噪聲較高，且缺乏均勻性，因此不適合低光照應用。更高的暗電流也阻止了CMOS芯片的應用，CCD圖像傳感器不適合高速應用，因為它們的串行讀出過程不允許高數(shù)據(jù)速率。此外，在較短的曝光時間內觀察到越來越多的涂片也很麻煩。此外，如果需要芯片上的特殊功能或特殊調制能的，例如3D測量，CCD傳感器是不合適。
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