富士SUPER CCD EXR厚積薄發(fā)成長史

在那個(gè)影像只能夠記錄在膠片上的年代，攝影的逐漸普及卻沒很難做到即時(shí)的分享、傳遞，直到1969年，博伊爾和史密斯極富創(chuàng)意地發(fā)明了一種半導(dǎo)體裝置——CCD圖像傳感器，它可以把光學(xué)影像轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號，從那一刻開始相機(jī)走上了一條全新的發(fā)展道路。
CCD用一種高感光度的半導(dǎo)體材料制成，能把光線轉(zhuǎn)變成電荷，再通過轉(zhuǎn)換器芯片轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號。CCD由許多感光單位組成，通常以百萬像素為單位。當(dāng)CCD表面受到光線照射時(shí)，每個(gè)感光單位會(huì)將電荷反映在組件上，所有的感光單位所產(chǎn)生的信號加在一起，就構(gòu)成了一幅完整的畫面。

　
　(1——光; 2——CCD)
相較于另一種CMOS傳感器，CCD的優(yōu)勢在于它有著良好的成像質(zhì)量，但相較之下它的制作工藝也更加復(fù)雜，因此現(xiàn)在市場上也只有少數(shù)廠家能夠批量生產(chǎn)。其中，富士生產(chǎn)的CCD可以說是較為出色的。
傳統(tǒng)CCD的發(fā)展瓶頸
到現(xiàn)在為止，大多數(shù)的數(shù)碼相機(jī)采用的都是矩陣式CCD做傳感器，然而隨著人們對于圖像質(zhì)量的要求不斷提高，矩陣式CCD的缺陷逐漸顯現(xiàn)了出來。因?yàn)?，像素的提高與CCD的面積產(chǎn)生了矛盾，要提高影像質(zhì)量就必須增加CCD的像素，因此在CCD尺寸一定的情況下，增加像素就意味著要縮小像素中的光電二極管。
　
　
(常規(guī)CCD結(jié)構(gòu))
而單位像素的面積越小，其感光性能越低，信噪比越低，動(dòng)態(tài)范圍越窄，因此這種方法不能無限制地增大分辨率，所以，如果不增加CCD面積而一味地提高分辨率，只會(huì)引起圖像質(zhì)量的惡化。但如果在增加CCD像素的同時(shí)想維持現(xiàn)有的圖像質(zhì)量，就必須在至少維持單位像素面積不減小的基礎(chǔ)上增大CCD的總面積。而直至今天為止，更大尺寸CCD加工制造都還比較困難，成品率也比較低，因此成本也一直降不下來，這一矛盾對于CCD而言是難以克服的。
富士CCD的發(fā)展之道
在1999年富士公司注意到了這一點(diǎn)，并很好地解決了這個(gè)問題——第一代SUPER CCD誕生了!
與傳統(tǒng)的矩陣式CCD不同，SUPERCCD采用了八角形的光電二極管和蜂窩狀的像素排列，這樣就大大改善了每個(gè)像素單元中的光電二極管的空間有效性。其像素按45度角排列為蜂窩狀后，控制信號通路被取消，節(jié)省下的空間使光電二極管得以增大，而八角形的光電二極管因更接近微透鏡的圓形，從而可以比矩形光電二極管更有效的吸收光。
　
　
(SUPER CCD EXR 影像)
光電二極管的加大和光吸收效率的提高使每個(gè)像素的吸收電荷增加，從而提高了CCD的感光度和信噪比，因此，相對于有同樣數(shù)量像素的傳統(tǒng)CCD而言，它有更高的靈敏度、更高的信號噪聲比和更廣泛的動(dòng)態(tài)范圍。
憑借著第一代SUPER CCD技術(shù)在固態(tài)影響傳感器領(lǐng)域的重大發(fā)展，國際權(quán)威機(jī)構(gòu)授予了2001年度 Walter Kosonocky獎(jiǎng)。