2010年6月16日 星期三

有機感光攝影機! Organic Image Sensor


CCD或是CMOS的影像感光元件是像機或是攝影機最重要的核心元件. 以往要達到彩色的效果, 必須在感光像素前加裝不同顏色的小濾片. 同時要多個像素才能構成一個彩色像素, 因為分小區塊接收不同波長的光, 很多光都浪費了. 另一種設計是利用分光菱鏡來分不同的色光, 再利用三塊CCD來對個別顏色感光. 雖然可以用到全部的光強度, 但是這種設計相對昂貴跟需要較大的體積, 只有在高階攝影機才會使用, 並不合適目前縮小化的像機或是攝影機設計. 這影片展出另一發展中的種感光元件, 直接利用有機的色膜來做光電的轉換, 也就是每種色膜都可以感光傳送出電子訊號, 而且不同有機色膜只吸收部分波長的光, 所以把三種顏色的色膜疊在一起用, 就可以變成彩色的感光元件. 理想上這種設計可以用到全部光源的強度, 同時也可以縮小感光元件的設計. 目前這類的材料跟電路都還在研究改進中, 未來如果真的成功了, 或許可以取代現有的感光元件, 設計出更小感光度更好的像機跟攝影機!


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http://zh.wikipedia.org/zh-tw/%E6%9C%89%E6%9C%BA%E5%8F%91%E5%85%89%E5%8D%8A%E5%AF%BC%E4%BD%93
有機發光二極體(Organic Light-Emitting Diode,簡稱OLED)OLED的基本結構是由一薄而透明具半導體特性之銦錫氧化物(ITO),與電力之正極相連,再加上另一個金屬陰極,包成如三明治的結構。整個結構層中包括了:電洞傳輸層(HTL)、發光層(EL)與電子傳輸層(ETL)。當電力供應至適當電壓時,正極電洞與陰極電子便會在發光層中結合,產生光子,依其材料特性不同,產生紅、綠和藍 RGB 三原色,構成基本色彩。OLED的特性是自發光,不像 TFT LCD 需要背光,因此可視度和亮度均高,且無視角問題,其次是驅動電壓低且省電效率高,加上反應快、重量輕、厚度薄,構造簡單,成本低等,被視為 21世紀最具前途的產品之一。

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http://zh.wikipedia.org/zh/%E9%9B%BB%E8%8D%B7%E8%80%A6%E5%90%88%E5%85%83%E4%BB%B6
電荷耦合元件(CCD,Charge-coupled Device)是一種集成電路,上有許多排列整齊的電容,能感應光線,並將影像轉變成數字信號。經由外部電路的控制,每個小電容能將其所帶的電荷轉給它相鄰的電容。CCD廣泛應用在數碼攝影、天文學,尤其是光學遙測技術、光學與頻譜望遠鏡,和高速攝影技術如幸運成像。

一般的彩色數碼相機是將拜爾濾鏡(Bayer filter)加裝在CCD上。每四個像素形成一個單元,一個負責過濾紅色、一個過濾藍色,兩個過濾綠色(因為人眼對綠色比較敏感)。結果每個像素都接收到感光訊號,但色彩解析度不如感光解析度。

用三片CCD和分光稜鏡組成的3CCD系統能將顏色分得更好,分光稜鏡能把入射光分析成紅、藍、綠三種色光,由三片CCD各自負責其中一種色光的呈像。所有的專業級數位攝影機,和一部份的半專業級數位攝影機採用3CCD技術。

截至2005年,超高解析度的CCD晶片仍相當昂貴,配備3CCD的高解析靜態照相機,其價位往往超出許多專業攝攝影者的預算。因此有些高檔相機使用旋轉式色彩濾鏡,兼顧高解析度與忠實的色彩呈現。這類多次成像的照像機只能用於拍攝靜態物品。

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http://zh.wikipedia.org/zh/CMOS
互補式金屬-氧化層-半導體(Complementary Metal-Oxide-Semiconductor,CMOS,簡稱互補式金氧半)
所謂的「金屬-氧化層-半導體」事實上是反映早期場效電晶體(Field-Effect Transistor, FET)的閘極(gate electrode)是由一層金屬覆蓋在一層絕緣體材料(如二氧化矽)所形成。今日的金氧半場效電晶體(MOSFET)元件多已採用多晶矽(polysilicon)作為其閘極的材料,但即便如此,「金氧半」(MOS)仍然被用在現在的元件與製程名稱當中。

在今日,CMOS製程經常也被用來當作數位影像器材的感光元件使用,例如高清數碼攝錄機與數位相機,尤其是片幅規格較大的數碼單反相機更常見到CMOS的應用。雖然在用途上與過去CMOS電路主要作為韌體或計算工具的用途非常不同,但基本上它仍然是採取CMOS的製程,只是將純粹邏輯運算的功能轉變成接收外界光線後轉化為電能,再透過晶片上的數位─類比轉換器(ADC)將獲得的影像訊號轉變為數位訊號輸出。

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