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多年來，電荷耦合器件(CCD)是數(shù)字成像領(lǐng)域的主流技術(shù)，在靈敏度、速度和可靠性方面具有卓越的優(yōu)勢。然而，隨著制造工藝的提高，基于CMOS的技術(shù)已經(jīng)超越了CCD。索尼注意到了這一趨勢，在2015年開始停止了CCD開發(fā)的進(jìn)程。

柯達(dá)數(shù)十年來的突破性技術(shù)為當(dāng)前基于CMOS的圖像傳感器鋪平了道路 

作為該領(lǐng)域不斷創(chuàng)新的證明，Sony和OmniVision（豪威）最近都發(fā)布了針對不同市場的新型CMOS圖像傳感器：分別是工業(yè)成像和醫(yī)學(xué)成像。 

由光敏芯片制成的，基于CMOS的圖像傳感器的示意圖，該傳感器引線鍵合至IC封裝。 

對這些新設(shè)備進(jìn)行測評，可以為我們提供一個(gè)窗口，讓我們了解數(shù)字成像的發(fā)展方向，以及對從事CMOS圖像傳感器工作的工程師的后續(xù)影響。 

索尼用于工業(yè)成像的高分辨率圖像傳感器

本周，索尼發(fā)布了一款大尺寸CMOS圖像傳感器IMX661，號稱擁有 "業(yè)界最高有效像素?cái)?shù)"，達(dá)到1.2768億像素。這個(gè)數(shù)字對于從事工業(yè)成像的工程師來說，究竟意味著什么？

在不影響分辨率的前提下擴(kuò)大裸片尺寸

在像素大小的靈敏度（傳感器的單個(gè)有源元件）和分辨率--相對于芯片大小而言，兩者之間存在著反比關(guān)系。

新型Sony1.2768億像素圖像傳感器IMX661，據(jù)說在3.5μm像素尺寸下可提供更高的傳感器分辨率 

光學(xué)安裝的流行標(biāo)準(zhǔn)被稱為C-mount，使用1.1英寸的傳感器，似乎不適合IMX661的3.6型封裝。索尼似乎將其最新設(shè)備作為c -mount式光學(xué)的替代產(chǎn)品進(jìn)行營銷，但其圖像分辨率要高得多。

全局快門的價(jià)值

IMX661傳感器采用索尼專有技術(shù)"Pregius"，提供全局快門。與滾動(dòng)快門相比，全局快門可以讓傳感器捕捉到高速物體的不失真圖像。 

全局快門可消除相對于像素列移動(dòng)的對象中的圖像失真

雖然進(jìn)入處理單元的讀出數(shù)據(jù)仍然是順序的，但光敏元件在全局快門中均勻曝光，確保場景在時(shí)間上作為單幀采樣。 

完善ADC轉(zhuǎn)換分辨率

通過查看IMX661的關(guān)鍵技術(shù)規(guī)格，可以發(fā)現(xiàn)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)電壓（接口為3V3A，1V2D和1V8），以及通過選擇10位到14位ADC分辨率來實(shí)現(xiàn)各種幀速率的能力。

改進(jìn)ADC轉(zhuǎn)換分辨率的能力為固定攝像機(jī)和移動(dòng)攝像機(jī)(如汽車上的攝像機(jī))的應(yīng)用提供了大量的設(shè)計(jì)可變性。 

OmniVision的醫(yī)療級傳感器減少了侵入性診斷

OmniVision正在縮小其醫(yī)療級傳感器系列，同時(shí)在感光芯片尺寸、分辨率和電力需求方面保持高標(biāo)準(zhǔn)。 

破紀(jì)錄的傳感器尺寸

在公司最新CMOS圖像傳感器OHOTA10的新聞發(fā)布會上，OmniVision公司聲稱，他們已經(jīng)打破了自己的吉尼斯世界紀(jì)錄，擁有“世界上最小的商業(yè)圖像傳感器”。新OHOTA10將上一代OV6948的大小從575 μm2減少到550 μm2。 

與OV6948相比，OHOTA10的尺寸不斷減小，但分辨率卻翻了一番

為微創(chuàng)探針而設(shè)計(jì)

OmniVision設(shè)想這種新的光學(xué)封裝為設(shè)計(jì)人員打開了一扇門，為診斷應(yīng)用創(chuàng)造更小的微創(chuàng)探針。 

“這些最先進(jìn)的CIS[CMOS圖像傳感器]技術(shù)正在滿足當(dāng)今關(guān)鍵的內(nèi)窺鏡要求，以更高的圖像質(zhì)量和更好的對比度來支持醫(yī)生的診斷過程或手術(shù)過程，同時(shí)提高患者的舒適度。”億歐公司成像技術(shù)和市場分析師梁晨靜說。 

OmniVision表示，新的圖像傳感器可提高圖像質(zhì)量，同時(shí)減少內(nèi)窺鏡和導(dǎo)管的功耗

“它們還允許在不改變圖像分辨率的情況下，將侵入性較小的成像技術(shù)用于神經(jīng)科，耳鼻喉科或兒科應(yīng)用。” 

提高分辨率，降低功耗

此外，盡管像素尺寸減少了42%，但光學(xué)分辨率仍可提高兩倍。

但是，對于設(shè)計(jì)這些系統(tǒng)的工程師而言，令人興奮的改進(jìn)包括功耗降低了20％（從25 mW降低到20 mW）以及 感光尺寸從1/36英寸降低到1/31英寸，從而有利于更小的封裝尺寸。 

CMOS光學(xué)技術(shù)的進(jìn)步之路

正如這些聲明所證明的那樣，基于CMOS的技術(shù)具有出色的抗噪性和動(dòng)態(tài)范圍，因?yàn)樗鼈兗闪朔糯笃鞑⒃谙袼亓袑⒛M信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號。

基于CMOS的圖像傳感器花了數(shù)十年的時(shí)間才取代CCD成為主要的光學(xué)傳感器。但是，隨著光學(xué)芯片制造工藝的改進(jìn)和像素尺寸的減小，CMOS成為了最重要的技術(shù)。