中国造图像传感器已处于世界领先水平


中国造图像传感器已处于世界领先水平

  翻开数码相机说明书的参数栏,人们总能看到“传感器类型:CMOS”字样,“全画幅CMOS图像感应器”更成为高端单反相机的必备配置。那么,这个“CMOS”究竟是什么呢?

  在第十七届高交会中国科学院专馆,记者看到了CMOS图像传感器的“真身”——长方形或正方形的小芯片。展会现场工作人员向记者介绍,CMOS图像传感器是成像设备中的核心关键部件,相机镜头捕获光子,CMOS图像传感器能将光子转换成电信号,再通过相关设备把电信号显示在屏幕上、储存在相机里。所谓“全画幅”,指的便是图像传感器的大小尺寸与传统35毫米胶卷的尺寸相同,可以实现高精细成像。

  长期以来,我国的图像传感器市场份额被国外公司牢牢占据,现在我国在图像传感器领域取得重大突破。中国科学院长春光学精密机械与物理研究所是我国光学精密机械学领域内的第一个研究所,由长春光机所创立的长春长光辰芯光电技术有限公司研发出1.5亿像素的GMAX3005超高分辨率图像传感器。该公司技术市场专员付军告诉《经济日报》记者,该图像传感器是目前世界上分辨率最高的,可应用于高分辨率工业监测、高分辨率高速视频监控、航空摄影等领域。

  图像传感器在医疗、生物等领域也应用广泛。“例如人们常用X光体检,但X光对人体有一定辐射。使用灵敏度高的CMOS图像传感器后,很小剂量的X光即可成像,可大幅减少X光辐射对人体的损伤。”付军说。

  展示中国创新技术、产品与服务成果的第十七届中国国际高新技术成果交易会16日在深圳会展中心开幕。记者在展会上看到,中国科研机构在图像传感器与显示屏技术上取得了长足进步,将对工业自动化、照相设备、电视等产业产生积极的推动作用。

  在中国科学院长春光学精密机械与物理研究所的展区,记者看到了一批国内自主研发的高端CMOS图像传感器,其中一块像素达到约1.5亿的CMOS图像传感器成为高交会的亮点。

  “这块尺寸为168毫米×28毫米的图像传感器GMAX3005是目前世界上感光面积最大、分辨率最高的CMOS图传感器,多项技术指标达到国际领先水平。”中科院长春光机所王欣洋研究员自豪地说。

  此次的成功研发打破了中国不具备高分辨率和高灵敏度CMOS图像传感器研发能力的窘境。

  图像传感器是成像设备的核心元件,它能将光信号转化为电信号,其光电性能决定了成像设备的画质。随着技术的发展,CMOS图像传感器已广泛应用于数码相机、高端工业、医疗和科研应用中,成为主流的成像技术。

  对于图像传感器的产业化,王欣洋说:“我们的产品在专业应用领域有广泛的市场前景。比如,在工业自动化技术领域,高分辨率的图像传感器可以被用来做工业监测与机器人的视觉元件。在监控、医疗成像、生物及通用科学等领域,也都需要专业级的图像传感器来拍摄图像。”

  王欣洋还透露,“下个月,我们将发布中国第一片面向135相机的全画幅CMOS图像传感器,像素数达到约两千万。有了这块图像传感器,中国相机厂商将有能力研发自己的数码单反相机。”

  此外,在本届高交会上,中国科学院理化技术研究所还展出了一台100英寸的激光电视机的工程样机,代表中国在下一代图像显示技术方面取得了突破。

  现在的主流显示器是液晶显示屏,但是未来消费者需要大尺寸、大色域、高画质的显示屏,获得真实感更强的观看体验。

  中国科学院理化技术研究所研究员毕勇介绍,目前液晶电视需要在产品的技术方向上做出调整,激光显示技术是最合适的升级方案。

  激光显示技术是以红、绿、蓝三基色激光为光源的新一代显示技术,具有尺寸大、色域大、分辨率高、亮度高、功耗小、寿命长等优势。同时由于激光电视机观看的是激光投射到屏幕后的反射光,观看体验更舒适、接近自然光。

  “和液晶显示技术相比,激光显示技术更容易制造大尺寸屏幕,甚至不受尺寸限制,而且功耗更低。和投影仪技术相比,激光显示技术色彩还原度更好,使用寿命更长。”毕勇说。

  虽然激光显示市场前景广阔,国内的长虹和海信等多家厂商也已推出了100英寸的激光电视新品,但受制于激光光源技术的不成熟,市场化进程缓慢。

  毕勇表示“目前我们参展的激光电视机使用红绿蓝三基色的半导体激光器为光源的新型激光显示器,实现了激光技术的突破。其技术特点在于小体积、低成本、低功耗、长寿命,显示性能指标领先国际,并可真正实现大规模生产制造。”

  对于产业化前景,毕勇说“我们计划未来5年,让激光显示器走进千家万户。在这个过程中,需要产业界和科技界共同努力,科技界需要在激光显示关键材料和元件方面攻克一些难题;产业界需要打破过去狭隘的发展思路,以开放的形式协同发展。”
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