淺談CCD傳感器攝像機的技術發展趨勢芯片

CCD(Charge-coupledDevice)即電荷耦合元件，可以稱為CCD圖像傳感器。CCD是一種半導體器件，能夠把光學影像轉化為數字信號。CCD上植入的微小光敏物質稱作像素(Pixel)。一塊CCD上包含的像素數越多，其提供的畫面分辨率也就越高。CCD的作用就像膠片一樣，但它是把圖像像素轉換成數字信號。CCD上有許多排列整齊的電容，能感應光線，并將影像轉變成數字信號。經由外部電路的控制，每個小電容能將其所帶的電荷轉給它相鄰的電容。

CCD是攝像機的核心器件，因此其性能高低將直接影響攝像機的品質，并且CCD的發展是攝像機更新換代的基礎。下面具體談談CCD的技術發展方向。

CCD傳感器的像面尺寸向集成化、輕量化方向的發展

由于制造CCD傳感器的硅片和加工成本都很高，所以很希望一片6.5英寸的硅片上光刻出更多的CCD傳感器芯片;由于光刻機的進步，所以在仍保持具有很高靈敏度的特性下，CCD傳感器的尺寸向1/2英寸、1/3英寸、1/4英寸、1/5英寸的方向發展。在1993年，1/2英寸的CCD傳感器占總產量的5%;1/4英寸的CCD傳感器占總產量的10%;1/3英寸的CCD傳感器占總產量的85%。在1997年，在總產量比1993年增加200%以上的情況下，1/2英寸的CCD傳感器仍有很大發展，已占總產量的15%(1/2英寸由于靶面較大仍有許多場合需要，尤其在科研領域中);1/4英寸的CCD傳感占總產量的60%。也就是說，1/2英寸較大靶面尺寸CCD傳感器仍有很大增長。1/4英寸的CCD傳感器的產量比1/3英寸的CCD傳感器來說，占總產量的比例在減少。

CCD傳感器向高素數、多制式發展

各種CCD傳感器的像面尺寸在減少，但其像素數在增加，已由早期的512(H)×596(V)向795(H)×596(V)發展，甚至出現超過百萬像素的CCD傳感器。為提高水平方向和垂直方向的分辨能力，已從通常的隔行掃描向逐行掃描格式發展。

降低CCD傳感器的工作電壓、減少功耗

在初期研制的CCD攝像機有+24V、+22V、+17V和+5V等，目前通用的為+12V。為配合PC攝像機和網絡圖像傳輸的應用，逐步以+12V和+5V兩種工作電壓為主。

提高CCD攝像機的制造效率

為了降低CCD攝像機的制造成本，實現高速自動化生產，制造廠家追求緊密性結構，致力于CCD攝像機的小型化，即由DipOnBoard(DOB)過錫板工藝改進為ChipOnBoard(COB)板上連接IC芯片的貼片方式。到目前為止，已實現多層板的MultiChipModule(MCM)多芯片集成模組化制造技術。

CCD攝像機的數字化

在制造CCD攝像機時，從以往的Analog模擬系統逐步實現DSP數字化處理，可以借助電子計算機和專門軟件系統實現對CCD攝像機，特別是對彩色CCD攝像機的各種參數的量化調整，可以確保CCD攝像機性能指標的優化一致性以及在特殊使用條件下的參數量化修改。