感光元件

✍ dations ◷ 2025-08-10 18:29:10 #感光元件
图像传感器,是一种将光学影像转换成电子信号的设备,广泛应用在数码相机和其他电子光学设备中。早期的图像传感器采用模拟信号,如摄像管(video camera tube)。如今,图像传感器主要分为感光耦合元件(charge-coupled device, CCD)和互补式金属氧化物半导体有源像素传感器(CMOS Active pixel sensor)两种。如今,大多数数码相机采用了CCD或CMOS图像传感器。这两种类型的图像传感器都能够完成选取影像、转换电子信号的任务。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,将有信号电荷产生。电荷信号可以转换成电压,并按指定的时序将图像信息输出。数码相机主板上的其他电路将把这信号转换成数字信号,以便微处理器进行处理。而CMOS图像传感器是一类利用CMOS半导体的有源像素传感器。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。与CCD不同的是,它并不涉及信号电荷。在主板上可能也需要模拟数字转换器将它的输出信号转换成数字信号。上述两种影像传感技术,在影像品质上并没有太大的优劣之分。CCD传感器在接收强光照射时,对于“纵向涂片”(vertical smear)效应过于敏感,导致信号过载;高端的CCD则通过技术手段缓解了这一问题。不过,CMOS传感器则会因为果冻效应(rolling shutter)产生一些不必要的效应。同等条件下,CMOS图像传感器所用的元件数相对更少,从而功耗较低,数据吞吐速度也比CCD更高。由于数码相机CMOS图像传感器可以直接制作在主板电路上,因此它的信号传输距离较CCD短,电容、电感和寄生延迟降低。另外,资料输出采用X-Y寻址方式,速度更快。CCD的数据输出速率一般不超过每秒70百万像素,而CMOS则可以达到每秒100百万像素。然而,CCD图像传感器在工艺、制造方面更加成熟,因此在市场上与CMOS图像传感器并驾齐驱。此外,CMOS的制造成本比CCD传感器低。有一种混合CCD/CMOS架构,由CMOS资料输出集成数字电路与一片CCD图像传感衬底接合在一起。这项技术是为红外线观察而发展,现在转而用于基于硅的探测器技术。另外一个途径是采用非常精细的CMOS技术来实现将CCD以CMOS的结构安装。通过在单独的多晶硅(poly-silicon)栅极之间安置非常小的间隙,这项技术有望实现。上述的混合传感器尚处于研究阶段,可以推动CCD和CMOS两种不同技术的共同发展。但是由于CMOS成像技术不断提升,消费型数字相机以及数字中片幅产品都广泛采用CMOS,使CCD在市场的占有率于2010年代起不断下降,稳执CCD牛耳的索尼更宣布于2017年停产CCD。有许多参数被用来评价图像传感器的性能,包括动态范围、信噪比以及低光照灵敏度等。对于同等级别的传感器,当其尺寸提高后,信噪比和动态范围一般都会得到提升。彩色图像传感器,按其对色彩的分辨方式可分成以下几大类:在热成像仪、多光谱图像(multispectral image)、喉镜(laryngoscopy)、伽马相机(gamma camera)、X射线传感器以及一些天文学的研究应用领域,还采用了专用的图像传感器。

相关

  • 生殖器生殖器官是指在复杂生物体上任何与有性繁殖及组成生殖系统有关的组织(严格意义上,不一定都属于器官)。另外有相关的性器官一词,广义地说是指会带来性快感的器官。生殖腺是指产生
  • 复杂系统复杂系统(英语:complex system),又称复合系统,是指由许多可能相互作用的组成成分所组成的系统。在很多情况下,将这样的系统表示为网络是有用的,其节点代表组成成分,链接则代表它们的
  • 土壤力学土壤力学是应用土壤物理学(英语:Soil physics)和工程力学方法来研究土的力学性质的一门学科。土壤力学的研究对象是与人类活动密切相关的土和土体,包括人工土体和自然土体,以及与
  • 吴宏鑫吴宏鑫(1939年10月8日-),中国控制理论与控制工程专家。生于江苏丹徒。1965年毕业于清华大学自动控制系。现任中国空间技术研究院研究员。2003年当选为中国科学院院士。
  • span class=nowrapVOSOsub4/sub/span硫酸氧钒(IV),VOSO4,是钒的一个常见无机化合物。以三水合物和五水合物最为常见,而六水合物仅在13.6°C下存在。市售品的则未指定结晶水含量。这种极易潮解的蓝色固体是实验室中
  • 量子效应量子力学(英语:quantum mechanics)是物理学的分支学科。它主要描写微观的事物,与相对论一起被认为是现代物理学的两大基本支柱,许多物理学理论和科学,如原子物理学、固体物理学、
  • 集体自杀集体自杀指一群人为了同一目的而自杀或互相杀害,而这通常与真实或意识到的迫害有关。集体自杀有时具有宗教背景。自杀攻击、自杀性炸弹和神风特攻队是军事或准军事形式的自杀
  • 1003年
  • 清少纳言清少纳言(966年-1025年),日本平安时代女作家。姓清原,名不可考(有诺子的说法)。一条天皇时入宫侍奉皇后藤原定子。主要作品是随笔集《枕草子》。此外尚有《清少纳言集(日语:清少納言
  • 哈卡斯语哈卡斯语是突厥哈卡斯人的语言,是俄罗斯南西伯利亚的哈卡斯共和国的官方语言,使用人口约6万人。在中国黑龙江省齐齐哈尔市富裕县的哈卡斯人分支——富裕柯尔克孜人使用这种语