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1、第24卷第3期集成电路通讯Vo.l24No.3È 2006年9月JICHENGDIANLUTONGXUNSep.2006新颖CCD图像传感器最新发展及应用程开富(中国电子科技集团公司第44研究所重庆400060)摘要本文概述了EMCCD、SuperHADCCD、ITO-CCD、ISIS-CCD、RGBE-CCD、FoveonX3全色CCD图像传感器等CCD图像传感器的最新发展现状,同时也介绍了CCD图像传感器的原理、特点、发展趋势及面临的众多挑战。关键词图像传感器CCDEMCCDITO-CCDRGBE-CCDFoveonX3全
2、色CCD图像传感器属-氧化物-半导体)结构。CCD的基本功能是1引言电荷的存储和电荷的转移。工作时,需要在栅电20世纪70年代初,随着MOS技术的成熟,极加上一定的偏压,形成势阱以容纳电荷,电荷的三种典型的固体摄像器件电荷耦合器件多少基本与光强成线性关系。电荷读出时,在一(CCD)、电荷注入器件(CID)、光电二极管阵列定相位关系的移位脉冲作用下,从一个势阱移到(PDA)得到了迅速发展。在这三种固体摄像器下一个势阱,直到移出CCD,经过电荷电压变件中,CCD发展最为迅速。CCD及其应用技术的换,转换为模拟信号。由于CCD每个像素的势阱研究取得了惊人的进展。到20世纪90年代初,容纳电荷
3、的能力是有一定限制的,如果光照太强,CCD技术已比较成熟。作为一种新型光电转换一旦势阱中被电荷填满,电子将产生溢出!现器件被广泛应用,特别是在图像传感和非接触测象。另外,CCD的电荷读出时,是从一个势阱到量领域的发展则更为迅猛。随着CCD应用范围下一个势阱的电荷转移过程,存在电荷的转移损的扩大,其缺点逐渐暴露出来。为此,人们又开发失问题。出了另外几种固体图像传感器技术。即超级(SuCCD图像传感器的结构和工作原理,决定了per)CCD、SuperHADCCD、EXviewHADCCD、ITO这类器件有以下优点:-CCD、EBCCD、EMCCD和ISIS-CCD等。这里*CCD是一种固体化器件
4、,体积小、重量轻、主要简介最近几年发展起来的电子倍增CCD、可靠性高、寿命长;ITO-CCD、ISIS-CCD、RGBE-CCD、FoveonX3*图像畸变小,尺寸重现性好;全色CCD图像传感器等固体图像传感器的最新*具有较高的空间分辨率;发展现状同时也介绍了CCD图像传感器发展趋*光敏元间距的几何尺寸精度高,可获得较势及面临的众多挑战。高的定位精度和测量精度;*具有较高光电灵敏度和较大动态范围。2CCD工作原理及其特点简述3CCD图像传感器最新发展现状电荷耦合器件(CCD)的突出特点是以电荷为信号,而不同于其它大多数器件是以电流或者3.1EMCCD摄像器件电压为信号。构成CCD的基本单
5、元是MOS(金在微光摄像技术领域,微光摄像器件不断推È 第24卷第3期集成电路通讯31陈出新。电子倍增CCD是在增强型CCD(ICCD)2048∀2048像素的电子倍增CCD(ElectronMulti和电子轰击CCD(EBCCD)的基础上发展起来的plyingCCD简称EMCCD)。这种帧转移EMCCD新型微光成像器件,该器件配有特殊的读出寄存的结构包括先进的增益移位寄存器、成像区、存储器,可以放大或倍增来自每个像素的信号。它放区、移位寄存器和输出放大器。据称这是该公司大CCD的内禀读出噪声之上的信号,确保噪声不首次研制成功的当
6、今世界上最灵敏的成像探测再限制微光读出。在要求高灵敏度的应用中,电器。其特点有:高量子效率;高灵敏度;高信噪比;子倍增CCD(EMCCD)优于增强CCD(ICCD)与电高的空间分辨率;高的读出速率;高帧速工作;可子轰击CCD(EBCCD)。初步的研究表明,前者比用来做单光子检测的科学级CCD照相机;可变的后者对微光有较好的信噪比。电子倍增CCD增益控制;可比拟的信噪比;免维护操作;5年真(EMCCD)与增强CCD(ICCD)一样可以探测单个空质量保证。用先进的热电致冷技术使EMCCD光电子,但是因为它是CCD,它比增强成像系统芯片工作温度达-90#。在国内,北京东方科泰具有更高的量子效率,更高
7、的空间分辨率和更好科技发展公司采用EMCCD芯片开发成功了二维的响应均匀性。作为固体摄像器件,它提供了更微光光谱和成像测量系统、二维瞬态光谱以及成可靠的系统。在未来的5年中(即2008年),EM像测量系统等。这些成像测量系统主要用于弱光CCD将成为微光成像的标准。检测、生命科学中的DNA标记;药物的发明;X射据http://www.andor-tech.com报道:andor线成像与光谱检测;生
