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CCD图像传感器发展及市场

时间:11-24 来源:互联网 点击:

(Digital Camera)和摄录一体(Camcorder)的基本区别是前者记录的一般是静像,而后者记录的一般是动像。

  自1990年第一台数字照相机问世以来,数字摄影技术发展迅速,早期美国曾用它通过卫星向地面传送太空照片,以后转为民用,并不断拓宽应用范围,目前已具有逐步占领部分传统光学相机市场的势头。

  数字照相机的成像质量已经超过常规照相机的像质,另外数字照相机还有许多优点,它不需要胶卷、无须冲洗、无须洗印、重复拍摄和调整不浪费任何胶卷、药水和相纸;影像可无限次复制,不会降低质量,可以方便地、永久地保存,并可用于电子传送和电子处理,因此,它将使摄像技术真正开始一场革命。

  数字照相机不用胶卷,而是采用光敏CCD或CMOS图像传感器将光信号经过模数转换(A/D转换器)进行数字处理和压缩,最后将图像文件保存在存储器内。图像可以通过计算机显示器或电视屏幕显示,也可以通过彩色打印输出,整个过程无需暗室,操作十分方便。数字照相机可以利用电脑对所拍影像进行数字化加工处理,因此比传统照片快捷、精确、多样、无耗,具有极大的优越性。数字照相机拍摄的照片信息可用计算机实现传输、处理和存贮,很受新闻界、工业界以及普通消费者的欢迎。日本公司的CCD数字照相机的像元在40万左右,价格在20万日元左右或更低。

  低档数字照相机通常使用40万像元左右的CCD图像传感器,如768×492、572×582的面阵CCD图像传感器,相当于普通CCD摄像机或家庭彩电的分辨率。一个3.5英寸、20M的磁光盘可存储约50张照片。这种相机的售价在300~1200美元左右。

  中档数字照相机一般采用100万像元以上的CCD图像传感器。如美国柯达公司的DCS-200型相机采用1552×1032 CCD图像传感器芯片,采用800M硬盘,一次可存储50张照片,相当于高清晰度电视(HDTV)的分辨率,其售价在1万美元左右。

  高档数字照相机一般采用400万像元以上的CCD图像传感器芯片。如有的高档相机采用2048×2048像元的CCD图像传感器,如用3.5英寸128M可读写光盘,可存32张高清晰度照片,若用256M硬盘,一般可存60张照片。高档数字照相机一般售价在4万美元左右。

  据美国仙童公司预测[18]:美国国内以及美国以外的CCD数字照相机市场发展情况如表4所列。可以预见,CCD数字照相机的市场前景非常广阔。

  目前CCD数字照相机的主要市场在日本,因为日本生产厂商多,市场接受程度高。欧美市场近来有逐渐升温的迹象。台湾普丽光电计划在1999年8月正式生产150万像元的CCD数字照相机,最初产量为1万台左右。

  CCD数字照相机在我国的应用已开始出现。目前主要用在新闻业、旅游业和家用电脑方面。

  3. CCD的最新状况及发展趋势

  3.1 国外CCD图像传感器的现状与发展趋势[10][13]

  CCD图像传感器经过近30年的发展,目前已经成熟并实现了商品化。CCD图像传感器从最初简单的8像元移位寄存器发展至今,已具有数百万至上千万像元。由于CCD图像传感器具有很大的潜在市场和广阔的应用前景,因此,近年来国际上在这方面的研究工作进行得相当活跃,美国、日本、英国、荷兰、德国、加拿大、俄罗斯、南韩等国家均投入了大量的人力、物力和财力,并在CCD图像传感器的研究和应用方面取得了令人瞩目的成果。美国和日本的器件和整机系统已进入了商品化阶段。

  从1993年德州仪器公司报道1024×1024像元虚相CCD开始,目前CCD像元数已从100万像元提高到2000万像元以上。福特空间公司还推出了2048×2048、4096×4096像元帧转移CCD。在摄像机方面,日电公司制成了4096×5200像元的超高分辨率CCD数字摄像机,分辨率高达1000×1000条TV线。加拿大达尔萨(Dalsa)公司报道了5120×5120像元帧转移CCD。荷兰菲利浦成像技术公司研制成功了7000×9000像元CCD。1997年美国EG&G·Retion研制出6144×6144、8192×8192像元高分辨率CCD图像传感器。亚利桑那大学报道了9126×9126像元CCD,1999年欧洲南部天文开发成功8184×8196像元多光谱、宽视场CCD摄像器件,并计划在2001年开发出16000×16000像元的CCD。1998年日本采用拼接技术开发成功了16384×12288像元即(4096×3072)×4像元的CCD图像传感器。目前美国、日本、德国和法国的部分公司已开发出长线阵和大面阵可见光CCD图像传感器,其主要技术指标如表5所列。另外,法国、美国和日本的部分公司还研制出具有多针相模式工作的CCD(即MPP-CCD)图像传感器,其发展状况如表6所列。表5和表6所列的CCD图像传感器均为目前最新的摄像器件。

  

  

从近几年的发展趋势看,CCD图像传感器像元数的竞争实际上等于像元尺寸缩小的竞争。比如:1998年日本松下电器产

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