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1、新型传感器技术文献课SuperCCD、背照式CMOS以及混合图像传感器BCMD报告人：何旭栋参考文献[1]程开富.CCD固体摄像器件的发展现状[J].集成电讯,2004,3:31-38.[2]KenjuHorit,T.Kuroda,Y.Matsuda,T.Kljrijala.AVerySmall“Super-8”FormatCCDImagerforSingle-ChipColorCamera[J].IEEE,1985(32):1446-1450.[3]杨博雄,肖莺.超级CCD的基本原理与关键技术[J].技术与应用,2005,2:25-28.[4]TomJoy,Sung
2、gyuPyo,SunghyungPark,etal.DevelopmentofaProduction-Ready,Back-IlluminatedCMOSImageSensorwithSmallPixels[J].IEEE,2007,07:1007-1010.[5]JaroslavHynecek,Member,etal.BCMD-AnImprovedPhotositeStructureforHigh-DensityImageSensors[J].IEEE,1991(38):1011-1020.一、图像传感器的简单介绍及其发展趋势数码相机画质是由哪些因素决定的？1.1研
3、究图像传感器的意义1、镜头：光线到达传感器之前是要通过镜头。2、传感器3、数据处理方面：从传感器出来的数据还是要经过数码相机内部的处理器来进行处理才能得到最终的照片数据。这与人眼的结构十分相似，镜头相当于眼球，传感器就象视网膜，而数据处理起着大脑的作用。这其中，视网膜是决定接收到的图像的质量好坏与否的关键部件，相对应地，传感器也是数码相机中的关键部件。1.2图像传感器的介绍图像传感器的作用：将不同强度的光线转换为不同幅度的图像信号。图像传感器上的一个光敏单元叫做一个像点像点越多图像分辨率越高。最常用的图像传感器为：CCD和CMOS。1.3CCD图像传感器的简单回顾首先
4、芯片的成像单元在一定光照下形成电荷积累光子转电子，然后在一组时序脉冲的控制下电荷被转移到读出寄存器中转换为图像信号后传输到芯片的外围电路，经外围电路模拟放大和模数转换后最后输出到数字信号处理电路作进一步处理。1.4CMOS的简单介绍CMOS属于有源像素传感器。其光子转电子，电子转电压及缓冲放大等作用都是在成像单元内完成的成像单元的电路构成如图1所示。图1中D为光电二极管，作用是将光子转换为电子。T2是源极跟随器，起电压缓冲和电流放大作用。T3工作于开关状态，在行地址脉冲的控制下将T2源极上的电压信号选通到列缓存器中。然后经放大和数模转换后输出到电路。图1CMOS有源像
5、素单元1.5CCD与CMOS的对比及其发展趋势CCD传感器在灵敏度、分辨率、噪声控制方面都优于CMOS;CMOS传感器具有低成本、低功耗以及高整合度的特点。高端成像（像素1400万以上）：CCD；500-1400万像素：CCD和CMOS都可，更多的是用CMOS解决；500万像素以下：CMOS传感器完全占领市场。CCD的新技术为：SuperCCD；CMOS的新技术为：背照式CMOS；但是总的发展趋势可能为：1、CMOS可能成为主导地位；2、CCD和CMOS技术相互结合，混合图像传感器BCMD，兼有CCD和CMOS技术两者的优点。二SuperCCD对自然景色平均空间频率特
6、性研究表明:地心引力使空间频率的功率主要集中于水平、垂直方向,要有效捕获视觉信息,眼睛在这些位置需更灵敏。同样,CCD水平轴、垂直轴分辨力也是决定器件分辨力关键,而对角线高频特性损失对图像质量影响极小。传统CCD像素单元排列呈矩形,像素间水平、垂直距离比像素本身对角线长,这种结构使CCD在像素对角线方向获得好的图像质量。而水平轴、垂直轴方向分辨力才是影响CCD分辨力的关键,对角线高频特性损失对图像质量影响极小。显然,传统CCD像素单元排列结构有待改进。2.1SuperCCD产生背景改进方案：CCD像素单元旋转45蜂窝状排列,提高水平轴、垂直轴分辨力,配合其它技术,使
7、CCD性能指标显著提高。2.2SuperCCD基本原理超级CCD利用这一特点，放弃了普通CCD中所广泛采用的矩形光电二极管，而代之以较大的八角形光电二极管，同时也改变了普通CCD像素的排列方式，在像素之间采用蜂窝状的排列方式。普通CCDSuperCCD图2普通CCD与SuperCCD的对比图3超级CCD的像素几何形状与排列结构像素的几何形状:普通CCD各像素由光电二极管、控制信号通道、电荷传输通道组成，超级CCD取消了控制信号通路，并利用多余空间增加光电二极管感光面积，扩充的面积相当于传统CCD二极管的2倍。同时，用新型大八角性二极管取代传统CCD矩
