图像传感器

   1,概述

   图像传感器是一种将光学图像转换成电子信号的设备,它把入射到传感器光敏面上按空间分布的光强信息转换为视频信号输出和再现。图像传感器的工作频段覆盖从红外、可见光、紫外和X射线的区间。现在图像传感器主要分为三大类:电荷耦合器件(CCD)、互补式金属氧化物半导体传感器(CMOs)和电荷注入器件(Chargc硒cction Dcvicc,CID)。 K4M511633C-BG75

  CCD图像传感器是一个基于模拟信号的设备,当光投射到其表面时,有信号电荷产生。电荷信号被转换成电压,并按指定的时序将电信号输出。CMOs图像传感器的光电转换原理与CCD传感器的原理基本相同,但信号读出方式有所不同,每个光电传感器附近都有相应的电路直接将光能量转换成电压信号。CID图像传感器是一种MOs结构的电荷注入器件,每个像素可以单独寻址。CID传感器与CCD传感器最大的不同在读出方式上:前者是破坏性的,而后者是非破坏性的。

   CCD图像传感器可以提供良好的图像质量,工艺成熟、解析度高、光强响应均匀性好,灵敏度高、噪声低、抗噪能力强、动态范围广、输入/输出线性度高、光子转换效率高、感光面积大、光谱宽、失真度低、抗电磁干扰强、低照度效果好、通透感强、色彩还原能力佳、

设计灵活等优点。但成本高、响应速度较低、功耗大制约了其市场发展的空间。在实际应用中,CCD传感器更适合于对性能要求非常高而对成本控制不太严格的应用领域,如天文、高清晰度的医疗X光影像和其他需要长时间曝光,以及对图像噪声要求严格的领域。CMOs传感器具有成品率高、制作成本低、集成度高、体积小、功耗低、价格便宜、便于集成等特点。但CMOs传感器也有不足,如在处理快速变换的影像时,由于电流变换过于频繁而过热,容易出现噪点。经过近年的发展,CMOs图像传感器己经部分克服了早期产品的一些缺点,发展到在图像品质方面可以与CCD传感器技术相较量的水平。尤其近几年在宽动态、低照度等特性发展迅速,CMOS传感器被越来越多地应用在各领域。在实际应用中,CMOS传感器适合对空间、体积小、功耗有较高要求,有辅助光源而对图像噪声和质量要求不太高的场合。

   图像传感器广泛应用在广播、消费电子、天文、工业检测、安防保卫、交通管理、医疗、机器人视觉、深空探测等领域。

   2,主要技术参数

   图像传感器主要技术参数有光敏元尺寸、光敏区面积、分辨率、坏点数、工作波长、灵敏度、电荷转移效率、动态范围、暗电流、饱和输出电压、峰值响应率、响应非均匀性、光谱响应特性等。