| C3D（CMOS Color Captive Device）是新一代半導(dǎo)體成像技術(shù),它不僅提高了像素設(shè)計(jì)技術(shù),也改進(jìn)了生產(chǎn)工藝。采用這種技術(shù)生產(chǎn)的0.25μm CMOS圖像傳感器能夠在不犧牲性能的前提下增加晶體管的數(shù)量和占空因數(shù)（Fill Factor）。除了增加像素設(shè)計(jì)的選擇方案之外,還可實(shí)現(xiàn)更為復(fù)雜的功能和更低的功耗,并且在速度方面也很有優(yōu)勢(shì)。 對(duì)于設(shè)計(jì)人員而言,為了滿足最終產(chǎn)品的功能要求或做進(jìn)一步的優(yōu)化,在設(shè)計(jì)時(shí)做出合適的權(quán)衡取舍是至關(guān)重要的。就圖像傳感器而言,量子效率是非常重要的,但暗電流和串?dāng)_（cross-talk）同樣不可忽視。雖說縮短硅芯片的壽命能夠減少串?dāng)_,但量子效率也會(huì)隨之下降。 CMOS圖像傳感器的難題之一就是暗電流。迄今為止,CMOS成像器均采用較大的像素尺寸,工作速度較低,因此,即使暗電流的發(fā)生率屬正常范圍,仍會(huì)產(chǎn)生較多的暗電流。為此,C3D技術(shù)采取了三項(xiàng)對(duì)策：①通過改進(jìn)CMOS工藝來降低暗電流的發(fā)生率;②壓縮連接區(qū)（Junction Area）;③提高幀速率（Frame Rate）以縮短暗電流的匯集時(shí)間。 像素尺寸縮小后,像素間的串?dāng)_增加,雖然對(duì)于黑白（單色）器件而言其影響并不明顯,但加上濾色器（Color Filter）之后就會(huì)出現(xiàn)混色現(xiàn)象,造成圖像處理時(shí)的分色困難,從而產(chǎn)生褪色。為了減少串?dāng)_,人們往往采用延長(zhǎng)硅的載流子的壽命以及改進(jìn)硅加工工藝的方法。延長(zhǎng)載流子的壽命固然會(huì)提高量子效率,但由于電荷擴(kuò)散的原因會(huì)使串?dāng)_增加。為此,C3D技術(shù)采用了有助于減少像素間串?dāng)_的特殊設(shè)計(jì)并對(duì)工藝做了改進(jìn)。 目前的CMOS圖像傳感器也存在著固定圖像噪聲的問題,這是由其固有結(jié)構(gòu)造成的。各個(gè)像素或各列像素都具有自己的放大器,放大器中較小的失配會(huì)使與其有關(guān)的增益及偏置發(fā)生變化。結(jié)果產(chǎn)生固定圖像噪聲,用戶將在圖像上看到網(wǎng)格狀干擾。 針對(duì)這一問題,C3D技術(shù)采用了設(shè)計(jì)對(duì)各種變化的靈敏度相對(duì)較低的放大器以及制造更加穩(wěn)定的晶體管的專用工藝等方法,同時(shí)還設(shè)計(jì)出了能夠進(jìn)一步減少失調(diào)的獨(dú)特電路。 C3D的核心技術(shù)對(duì)上述的CMOS圖像傳感器所存在的固定圖像噪聲、像素間的串?dāng)_以及暗電流等缺陷均有所改善。而且,它還降低了對(duì)支持芯片的依賴程度,有望提供完全沒有諸如輸出頻率限制、高功耗、高讀出噪聲等CCD局限性的數(shù)字成像產(chǎn)品。 CCD技術(shù)的最大特點(diǎn)就是像素反應(yīng)的均一性。C3D技術(shù)重新定義了成像器的性能（即把系統(tǒng)的整體性能包括在內(nèi)）并提高了CMOS圖像傳感器在均一性和暗電流方面的標(biāo)準(zhǔn)性能。因而,除了畫質(zhì)以外,設(shè)計(jì)人員還必須通過對(duì)功耗、幀速率、可編程增益和集成的設(shè)定、芯片上的開窗口（windowing）/二次取樣方式、定時(shí)信號(hào)發(fā)生器、電平移位器、DC偏置的功能集成的全面考慮來減少所需芯片的數(shù)量,從而達(dá)到簡(jiǎn)化系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)的目的。而Y Media公司開發(fā)的C3D技術(shù)由于是針對(duì)具體應(yīng)用來設(shè)計(jì)成像器的,因此,系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員可借助它來完成片上功能集成并根據(jù)現(xiàn)有的系統(tǒng)參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)以提高系統(tǒng)的整體性能,能夠獲得317萬像素的分辨率。 采用C3D技術(shù)的另一個(gè)設(shè)計(jì)上的好處是集成于了片上陣列的處理能力,由此可大幅度地減少后續(xù)的圖像處理量。 更多信息請(qǐng)?jiān)L問Y Media公司的網(wǎng)址：http://www.y-media.com |
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