高灵敏度CCD和CMOS芯片技术对未来的展望

（文献部分内容摘抄）

数字图像传感器在私人和专业应用领域都有很好的建立。但是哪种传感器更有效，CCD还是CMOS？这个问题引发了热烈的讨论。更详细的分析表明，这些传感器有许多共同的特点。CMOS和CCD都可以是有益的，这取决于应用。

成像系统在私人和专业、科学和工业应用中的大范围使用，产生了对数字图像传感器的高需求。在科学应用中，除了纯粹的记录目的外，这些照相机系统还用于测量不易看到或无法看到的参数或可视化事件。在工业应用中，这些相机用于质量控制、观察和安全。这些天来，几乎所有的手机都包括一个集成的数码相机，也没有几个人没有数码摄像机或静止摄像机。

图像记录的基础，例如一定的光分布，是由数字图像传感器。他们可能会被因其结构和设计而被淘汰。制造工艺。电荷耦合器件(充电一耦合器件)描述了近电荷无损传输和CMOS(互补金属氧化物在半导体一驱动器)描述了制造过程。

CCD图像传感器已经存在了二十多年，而CMOS传感器则更年轻。近几年来，CMOS传感器的生产工艺得到了验证，提高了CCD图像传感器的图像质量。我不讨论哪个传感器更好，因为这是一个错误的问题。本文将介绍新的图像传感器技术，并试图展望未来，重点介绍各种图像传感器的发展趋势和应用领域。这两种类型的图像传感器的过程。

先进的图像传感器，虽然趋势指向更高的空间分辨率(更好的图像质量)和更小的像素尺寸(对制造商来说更高的成品率)，但对于测量或质量控制应用来说，即使是较薄的相机也对高质量图像感兴趣。还有进一步的优化标准:动态范围例如，可区分的光或灰度值的数量和快速事件的图像帧速率。目前高性能图像传感器各有差异。

趋势和近阶段的事态发展：

在汽车工业对图像处理驾驶员辅助系统的愿望和要求的推动下，开发了特殊的CMOS图像传感器，可以显示和记录巨大的光动态范围。一些例子包括HDRC(高动态范围)CMOS图像传感器，其对数灵敏度曲线和双斜率读出过程的CMOS传感器。利用这些传感器，可以产生响应曲线，消除10位或12位输出图像，但增加光信号范围或动态范围突出。典型的例子是在进入或离开隧道时显示的对比度范围。这两种方法都是在20世纪90年代发展起来的，现在已经达到了真正的应用。比较了具有曝光优化的标准图像记录与实验室图像中的内部或外部场景使用双斜率读出法显示。可以清楚地看到，双斜率法实现了很好的。

CCD和CMOS图像传感器具有许多共同特性，因此可以用于相似的应用，特别是用于商业应用，例如数码静止相机、移动电话和玩具。由于CMOS图像传感器的量子效率较低，读出噪声较高，且缺乏均匀性，因此不适合低光照应用。更高的暗电流也阻止了CMOS芯片的应用，CCD图像传感器不适合高速应用，因为它们的串行读出过程不允许高数据速率。此外，在较短的曝光时间内观察到越来越多的涂片也很麻烦。此外，如果需要芯片上的特殊功能或特殊调制能的，例如3D测量，CCD传感器是不合适。

德国Excelitas PCO公司CCD和CMOS相机，具备高分辨率、高感光度、弱光成像的优点，将研究实验过程完美记录，为实验提供强而有力的图像数据支持。

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