Sensor尺寸详细解.doc

CCD 和 CMOS 的制造过程和电子半导体技术息息相关，不同于传统底片采用化学制程，CCD 感光原件是在晶圆上藉由加工技术蚀刻出来（见上图）。 由于 90年代初期 CCD 规格较为混乱，特别是各发展厂商希冀以不同的生产技术和切割方式，创造最佳利润，以致于部分规格在没有规范的情况下出现许多例外的发展。现今有能力量产 CCD 的公司只剩下：SONY、Philps、Kodak、Matsushita、Fuji、SANYO和Sharp，相关技术和规格几乎已由日本厂商统一制订。 过去，本站发表 数码相机测试时，最让一般读者困惑的应该是 CCD Size 尺寸的判读。一般观念认为 CCD 尺寸越大，所能容纳的像素应该越多；然而对照目前的生产技术，这个观念是对也是不对。事实上，像素开口面积大小与线路布局精细度也是影响 CCD 尺寸的关键因素之一，也就是说，当制程技术越精密，线路所需占得的空间就越小，相对像素开口面积固定下，可以靠得更紧密，也就可以达到进一步缩小面积的目的（参考上示意图：线路密度（间隙）0.9m 与 0.4m 的差异）。此一要素称为 Fill Factor （光填充率）；在应用上不断的进步下，大尺寸高像素的 CMOS 已经可达到量产规模。CCD Size 影响成本与设计 越来越多的 LCD 宽屏幕为了满足人类视觉比例，跳脱传统 4：3 的规格走向 16：9 /16：10 更宽广的界线。然而，CCD 的长宽比却依然沿袭 1950 年代电视规格标准刚制订时 4：3的标准（少有 3：2 或中片幅、专业数字机背才享有特殊规格比的感光原件）。主要是这方面设计变更不仅会影响成本，也会牵动至后续相机与镜头的设计。 对照上图中，我们可以明显的发现，CCD 像素开口的大小对于生产成本和感光度之影响。左方的晶圆规格为 2 Mega pixel, 13mm pixel,ISO 200-1600 Imager (31 per 6 inch wafer) / 右方的规格则是 CCD Size：1/2英吋 Format, 2 Mega pixel, 4.5mm pixel, ISO 50-100 Imager (300 per 6 inch wafer)。一来一往之间差距高达 269块 CCD ，而ISO 感光能力的差距也扩大至 16倍（同为两百万像素，单位像素开口大小不同）。由此可看出在同样 6吋晶圆之制程之中，不同设计所能节省下的成本和增加的产能。 不过，这些 CCD Size 数据和说明多半都不会列在数码相机的规格表之中，因为这牵涉到更深一层的相机成本制订和性能表现（单CCD 的基本规格并不一定能决定后续制作出数码相机的表现，还必须视数码相机内部的韧体设计与计算回路而定）。所能提供给消费者的仅有基本像素（总像素）和尺寸大小的缩称！然而，聪明的学子们还是有可能透过公式直接演算回原始数据，但大多数的人就不一定会有此闲情逸致去深究这样的讯息。规格表中的 CCD Size 信息点击放大 简单的说 CCD Size并不是什么新名词，其使用的单位与用来解释你家中14、30吋电视屏幕大小之面积比例道理是完全一致。基本上，常用的 CCD 尺寸并不是单位而是比例 ！要了解 CCD Size，首先必须先认识在工程师眼中 1英吋的定义是什么？业界通用的规范就是 1英吋 CCD Size = 长 12.8mm X 宽 9.6mm = 对角线为 16mm 之对应面积。透过国中数学中的勾股定理，可得出该三角之三边比例为 4：3：5；换句话说，我无须给你完整的面积参数，只要给你该三角形最长一边长度，你就可以透过简单的定理换算回来。有了固定单位的 CCD 尺寸就不难了解余下 CCD Size 比例定义了，例如: 1/2 CCD Size 的对角线就是 1的一半为8mm，面积约为 1/4，1/4 就是 1的1/4，对角线长度即为 4mm。CCD Size 的表达惯例 目前市面上消费型数码相机的数量几乎占掉了总产量的7成，这一类型的特色多是轻薄短小，使用 Aspect Ratio 长宽比皆为 4：3，清一色都是 1 以下的设计；比较常见的有：1/3.2、1/3、1/2.7 、1/2、1/1.8、2/3等。至于，等同传统底片面积的 CCD 或 CMOS 因为所使用的长宽比由 4：3放成3：2，就不以英吋作为表达方式，而改为 Full Frame 或 35mm Film Size （面积：3624mm）直接称呼，比这小一号的或称为 APS（25.116.7mm） / APS-C size（23.715.6mm）也是同样的道理。近来，为了补足 APS-C 以下的 CCD 尺寸空间，由日本 Olympus 主导的 4