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富士SUPER CCD EXR厚积薄发成长史

时间：2010-12-22 11:48:34

关键字： CCD SUPER 富士光电二极管

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[导读]在那个影像只能够记录在胶片上的年代，摄影的逐渐普及却没很难做到即时的分享、传递，直到1969年，博伊尔和史密斯极富创意地发明了一种半导体装置——CCD图像传感器，它可以把光学影像转化为数字信号，从那一刻开

在那个影像只能够记录在胶片上的年代，摄影的逐渐普及却没很难做到即时的分享、传递，直到1969年，博伊尔和史密斯极富创意地发明了一种半导体装置——CCD图像传感器，它可以把光学影像转化为数字信号，从那一刻开始相机走上了一条全新的发展道路。
CCD用一种高感光度的半导体材料制成，能把光线转变成电荷，再通过转换器芯片转换成数字信号。CCD由许多感光单位组成，通常以百万像素为单位。当CCD表面受到光线照射时，每个感光单位会将电荷反映在组件上，所有的感光单位所产生的信号加在一起，就构成了一幅完整的画面。

　
　(1——光; 2——CCD)
相较于另一种CMOS传感器，CCD的优势在于它有着良好的成像质量，但相较之下它的制作工艺也更加复杂，因此现在市场上也只有少数厂家能够批量生产。其中，富士生产的CCD可以说是较为出色的。
传统CCD的发展瓶颈
到现在为止，大多数的数码相机采用的都是矩阵式CCD做传感器，然而随着人们对于图像质量的要求不断提高，矩阵式CCD的缺陷逐渐显现了出来。因为，像素的提高与CCD的面积产生了矛盾，要提高影像质量就必须增加CCD的像素，因此在CCD尺寸一定的情况下，增加像素就意味着要缩小像素中的光电二极管。
　

　
(常规CCD结构)
而单位像素的面积越小，其感光性能越低，信噪比越低，动态范围越窄，因此这种方法不能无限制地增大分辨率，所以，如果不增加CCD面积而一味地提高分辨率，只会引起图像质量的恶化。但如果在增加CCD像素的同时想维持现有的图像质量，就必须在至少维持单位像素面积不减小的基础上增大CCD的总面积。而直至今天为止，更大尺寸CCD加工制造都还比较困难，成品率也比较低，因此成本也一直降不下来，这一矛盾对于CCD而言是难以克服的。
富士CCD的发展之道
在1999年富士公司注意到了这一点，并很好地解决了这个问题——第一代SUPER CCD诞生了!
与传统的矩阵式CCD不同，SUPERCCD采用了八角形的光电二极管和蜂窝状的像素排列，这样就大大改善了每个像素单元中的光电二极管的空间有效性。其像素按45度角排列为蜂窝状后，控制信号通路被取消，节省下的空间使光电二极管得以增大，而八角形的光电二极管因更接近微透镜的圆形，从而可以比矩形光电二极管更有效的吸收光。
　

　
(SUPER CCD EXR 影像)
光电二极管的加大和光吸收效率的提高使每个像素的吸收电荷增加，从而提高了CCD的感光度和信噪比，因此，相对于有同样数量像素的传统CCD而言，它有更高的灵敏度、更高的信号噪声比和更广泛的动态范围。
凭借着第一代SUPER CCD技术在固态影响传感器领域的重大发展，国际权威机构授予了2001年度 Walter Kosonocky奖。