固体图像传感器

组成

　　固体图像传感器由物镜、固体图像敏感器件、驱动电路和信息处理电路组成。物镜使图像在敏感器件的光敏区清晰地成像。固体图像敏感器件有一维和二维两种。在采用一维敏感器件的传感器中，由敏感器件完成一维扫描，同时将图像作另一维方向的移动，从而完成二维图像的扫描。二维图像敏感器件是光敏元的二维阵列,工作时每个光敏元本身对应着图像的一个像素,在驱动电路的作用下按行输出脉冲信号，每个脉冲的幅值与它所对应的像素的光强度成正比。，图像脉冲信号被送往信息处理电路进行放大和处理，变成适于后续设备接收处理的信号。固体图像敏感器件是图像传感器的核心，可分为电荷耦合器件、光电二极管阵列、电荷耦合光电二极管阵列和电荷注入器件4类。

特点

　　1、体积小、重量轻、价廉、工作电压低、寿命长、性能稳定；

　　2、光谱响应范围广；

　　3、空间分辨率高；

　　4、扫描线性，畸变小，重复性好；

　　5、与微机接口容易实现，

种类

　　以器件类别区分，固体图像传感器主要分为CCD、CMOS及CIS三种。目前，市场上应用的固体图像传感器主要有CCD与CMOS两种。

　　1、CCD是“电荷耦合器件”(Charge Coupled Device)的简称。CCD是1970年美国贝尔实验室的W·B·Boyle和G·E·Smith等人发明的，从而揭开了电荷传输器件的序幕。此后，人们利用这一技术制造了摄像机与数码相机，将图像处理行业推进到一个全新领域。CCD是一种用于捕捉图像的感光半导体芯片，广泛运用于扫描仪、复印机、摄像机及无胶片相机等设备。作为相机，与胶卷的原理相似，光学图像(即实际场景)穿过镜头投射到CCD上。但与胶卷不同的是CCD没有“曝光”能力，也没有能力记录和存贮图像数据，而是将图像数据不停留地送入一个A/D转换器、信号处理器与存贮设备，但可重复拍摄和即时调整，其影像可无限次复制而不降低质量，也方便保存。

　　2、CMOS是“互补金属氧化物半导体”(Complementary Metal Oxide Semiconductor)的简称。CMOS本来是计算机系统内的一种重要芯片，它可保存系统引导所需的大量资料。在20世纪70年代初，有人发现，将CMOS引入半导体光敏二极管后也可作为一种感光传感器，但在分辨率、噪声、功耗和成像质量等方面都比当时的CCD差，因而未获得发展。随着CMOS工艺技术的发展，采用标准的CMOS工艺能生产高质量、低成本的CMOS成像器件。这种器件便于大规模生产、其功耗低与成本低廉的特性都是商家们梦寐以求的。

　　如今，CCD与CMOS两者共存，CCD暂时还是“主流”，但CMOS将取代CCD而成为图像传感器的主流。

应用

　　固体图像传感器可用于电视摄像、机器人视觉、图像识别、快速动态测量和信息存储等方面。在航天器的姿态确定和控制系统中，固体图像传感器可用作星敏感器，实现航天器相对于遥远恒星方位姿态的精确测量。在小零件的自动检测方面，经过适当的信息处理后，分辨率可达光敏元间距的1/10（微米量级），并可实现联机监测。