CCD圖像傳感器發展及市場

據美國仙童公司預測[18]:美國國內以及美國以外的CCD數字照相機市場發展情況如表4所列。可以預見,CCD數字照相機的市場前景非常廣闊。
目前CCD數字照相機的主要市場在日本,因為日本生產廠商多,市場接受程度高。歐美市場近來有逐漸升溫的跡象。臺灣普麗光電計劃在1999年8月正式生產150萬像元的CCD數字照相機,最初產量為1萬臺左右。
CCD數字照相機在我國的應用已開始出現。目前主要用在新聞業、旅游業和家用電腦方面。
3. CCD的最新狀況及發展趨勢
3.1 國外CCD圖像傳感器的現狀與發展趨勢[10][13]
CCD圖像傳感器經過近30年的發展,目前已經成熟并實現了商品化。CCD圖像傳感器從最初簡單的8像元移位寄存器發展至今,已具有數百萬至上千萬像元。由于CCD圖像傳感器具有很大的潛在市場和廣闊的應用前景,因此,近年來國際上在這方面的研究工作進行得相當活躍,美國、日本、英國、荷蘭、德國、加拿大、俄羅斯、南韓等國家均投入了大量的人力、物力和財力,并在CCD圖像傳感器的研究和應用方面取得了令人矚目的成果。美國和日本的器件和整機系統已進入了商品化階段。
從1993年德州儀器公司報道1024×1024像元虛相CCD開始,目前CCD像元數已從100萬像元提高到2000萬像元以上。福特空間公司還推出了2048×2048、4096×4096像元幀轉移CCD。在攝像機方面,日電公司制成了4096×5200像元的超高分辨率CCD數字攝像機,分辨率高達1000×1000條TV線。加拿大達爾薩(Dalsa)公司報道了5120×5120像元幀轉移CCD。荷蘭菲利浦成像技術公司研制成功了7000×9000像元CCD。1997年美國EG&G·Retion研制出6144×6144、8192×8192像元高分辨率CCD圖像傳感器。亞利桑那大學報道了9126×9126像元CCD,1999年歐洲南部天文開發成功8184×8196像元多光譜、寬視場CCD攝像器件,并計劃在2001年開發出16000×16000像元的CCD。1998年日本采用拼接技術開發成功了16384×12288像元即(4096×3072)×4像元的CCD圖像傳感器。目前美國、日本、德國和法國的部分公司已開發出長線陣和大面陣可見光CCD圖像傳感器,其主要技術指標如表5所列。另外,法國、美國和日本的部分公司還研制出具有多針相模式工作的CCD(即MPP-CCD)圖像傳感器,其發展狀況如表6所列。表5和表6所列的CCD圖像傳感器均為目前最新的攝像器件。
從近幾年的發展趨勢看,CCD圖像傳感器像元數的競爭實際上等于像元尺寸縮小的競爭。比如:1998年日本松下電器產業開發出微型CCD圖像傳感器,其芯片尺寸為1.1mm×1.34mm,組裝后的尺寸小至1.2mm×1.5mm。這一小型CCD技術可廣泛用于視頻攝像機以外的領域,其市場規模為:1997年視頻攝像機用1000萬個,PC用300萬個,PDA用100萬個,數字靜物攝像機用200萬個,監視用100萬個,其它用240萬個,預計到2005年,視頻攝像機用1500萬個,PC用2500萬個,PDA用5000萬個,數字靜物攝像機用1200萬個,監視用700萬個,其他用2400萬個。
CCD傳感器在視頻影像機以外的應用顯著增多,其主要原因是器件超小型之故。以前封裝的整體外形尺寸較大,而通過將芯片焊接在柔軟的帶上實現了小型化。其像元尺寸為4μm×4μm,也比原來有大幅度減小。總像元數為231(H)×217(V),分辨率為水平200TV線,垂直160TV線(都是理論值),功耗5mW。因此,對CCD圖像傳感器來講,其像元數的競爭實際上是像元尺寸縮小的競爭。
CCD是目前技術最成熟,應用最廣泛的圖像傳感器。自80年代中期實現40萬以下像元CCD的規模生產后,目前CCD已轉向大面陣、小像元、紫外光譜響應方面,以便能適應數字照相機、數字攝像機、掃描儀以及其它科學領域的需要。
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