Michael DeLuca

摘要：在工业应用的成像系统中，CCD是采用定制的半导体工艺生产，高度优化于成像应用，并需要外部电路将模拟输出电压转换为数字信号用于后续处理。具有高效的电子快门能力、宽动态范围和出色的图像均匀性。而CMOS图像传感器不像CCD将电荷传送到有限的输出端，而是放置晶体管在每一像素内，来进行电荷——电压转换。这令电压在整个器件中传输，使更快和更灵活的图像读取成为可能。

关键词：成像系统；图像传感器；CCD；CMOS

在工业应用中成像系统的广泛采用持续扩展，不仅由新的图像传感器技术和产品的开发所推动，还由支援平台的进步所推动，如计算机功率和高速数据接口。今天，成像系统的使用在各种领域是常见的，如装配线检查、交通监测/执法、监控医疗及科学成像。由于图像传感器技术的进步，使成像性能、读取速度和分辨率提高。随着图像传感器现在采用CCD和相辅相成的CMOS技术设计，审视这两大平台可以帮助指导选择最适合特定应用的图像传感器。

电子成像技术的发展始于上世纪60年代，诺贝尔奖得主Boyle和Smith开发出第一个CCD。这些器件是利用掺杂硅的固有能力将光子转换成电子，使用得到的像素级电荷来测量光强度而工作。在架构上，这设计的最大优势是简单——整个像素区域可用来检测光子和存储电荷，提供最大信号级别，支持高动态范围。相同的像素区域用于将电荷传送到有限的输出端，其中电荷被转换为电压。随着时间的推移，这架构已细化到包括Interline Transfer CCD设计，其中包含像素级的一个电子快门，无需相机设计中的机械快门。……