图形传感器:2021年最全面的行车记录仪品牌推荐,行车记录仪应该怎么选

2021/11/10 02:35 · 传感器知识资讯 ·  · 图形传感器:2021年最全面的行车记录仪品牌推荐,行车记录仪应该怎么选已关闭评论
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图形传感器:2021年最全面的行车记录仪品牌推荐,行车记录仪应该怎么选简单来说,传统(前照式)CMOS、背照式(Back-illuminated)CMOS、堆叠式(Stacked)CMOS之间,最大最基础的差别就在于其结构。影响最终成像效果不仅仅靠CMOS,还需要考虑镜头以及拍照算法等。其实并不是越先进的结构也一定更好,这得看用了什么工艺(比如180nm沉浸式光刻还是500nm干刻

图形传感器:2021年最全面的行车记录仪品牌推荐,行车记录仪应该怎么选  第1张

图形传感器:2021年最全面的行车记录仪品牌推荐,行车记录仪应该怎么选

简单来说,传统(前照式)CMOS、背照式(Back-illuminated)CMOS、堆叠式(Stacked)CMOS之间,最大最基础的差别就在于其结构。
影响最终成像效果不仅仅靠CMOS,还需要考虑镜头以及拍照算法等。
其实并不是越先进的结构也一定更好,这得看用了什么工艺(比如180nm沉浸式光刻还是500nm干刻)和技术(比如索尼“Exmor”每列并列独立的模拟CDS+数模转换+数字CDS的标志性的降噪读出回路)。优异的工艺和技术可以使得即便不使用更新结构的CMOS,同样拥有更好的量子效率、固有热噪声、增益、满阱电荷、宽容度、灵敏度等关键型指标。
在相同技术和工艺下,底大一级的确压死人(微单吧名言)。
人类的进步就是在不断发现问题,解决问题。
背照式以及堆栈式CMOS的出现,也是为了解决之前CMOS的种种问题。
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一、传统(前照式)CMOS与背照式(Back-illuminated)CMOS
传统CMOS真正的名称应该是前照式CMOS,这两个放一起介绍风味最佳~
先看一张前照式和背照式的横剖对比图示。
一般的CMOS像素都由以下几部分构成:片上透镜(microlenses)、彩色滤光片(On-chip color
filters)、金属排线、光电二极管以及基板。
传统的CMOS是图中左边的“前照式”结构,当光线射入像素,经过了片上透镜和彩色滤光片后,先通过金属排线层,最后光线才被光电二极管接收。
大家都知道金属是不透光的,而且还会反光。所以,在金属排线这层光线就会被部分阻挡和反射掉,光电二极管吸收的光线能就只有刚进来的时候的70%或更少;而且这反射还有可能串扰旁边的像素,导致颜色失真。(目前中低档的CMOS排线层所用金属是比较廉价的铝(Al),铝对整个可见光波段(380~780nm)基本保持90%左右的反射率。)
这样一来,“背照式”CMOS就应运而出了,其金属排线层和光电二极管的位置和“前照式”正好颠倒,光线几乎没有阻挡和干扰地就下到光电二极管,光线利用率极高,所以背照式CMOS传感器能更好的利用照射入的光线,在低照度环境下成像质量也就更好了。
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二、背照式(Back-illuminated)与堆叠式(Stacked)
堆叠式CMOS最先出现在索尼推出的移动终端用CMOS上,Exmor RS为其注册商标。
堆叠式出现的初衷其实不是为了减少整个镜头模组的体积,这个只是其附带好处而已。
CMOS的制作和CPU的制作类似,需要特殊的光刻机对硅晶圆进行蚀刻,形成像素区域(Pixel
Section)和处理回路区域(Circuit
Section)。像素区域就是种植像素的地方,而处理回路顾名思义,就是管理这一群像素的电路。
为了提高像素集合光的效率,需要引入光波导管。光波导管的干刻过程中,硅晶圆和像素区域会有损伤,此时则要进行一个叫做“退火(annealing
process)”的热处理步骤,让硅晶圆和像素区域从损伤中恢复回来,这时候需要将整块CMOS加热。好了,问题来了,这么一热,同在一块晶圆上的处理回路肯定有一定的损伤了,原先已经“打造”好了的电容电阻值,经过退火后肯定改变了,这种损伤必定会对电信号读出有一定影响。
这么一来,处理回路躺着都中枪,像素区域的“退火”是必须的。

还有一个问题,索尼目前建有的移动终端用CMOS的制程是65纳米干刻,这个65纳米的工艺对于CMOS的像素区域的“种植”是完全足够的。但是处理回路区域的“打造”,65纳米是不够的,如果能有30纳米(实际提升至45nm制程)的工艺去打造电路,那么处理回路上的晶体管数量就几乎翻番,其对像素区域的“调教”也就会有质的飞跃,画质肯定相应变好。但因为是在同一块晶圆上制作,像素和回路区域需要在同一个制程下制作。
处理回路:“怎么吃亏的总是我!”
如此鱼和熊掌不可兼得的事情,假如解决了多好!于是索尼的工程师打起了晶圆的基板 (BOSS登场)的主意。
先来看这张结构图。原来处理回路是和像素区域在同一块晶圆上打造的。
那么不妨把处理回路放到那里去?
首先利用SOI和基板的热传导系数差异,通过加热将两者分开。
像素区域放到65纳米制程的机器上做,处理回路则放到制程更高(45nm)的机器上做。
然后在拼在一起,堆栈式CMOS也就这样诞生了。
上边遇到的两个问题:
①像素“退火”时回路区域躺着中枪。
②在同一块晶圆上制作时的制程限制。
均迎刃而解!
堆叠式不仅继承了背照式的优点(像素区域依然是背照式),还克服了其在制作上的限制与缺陷。由于处理回路的改善和进步,摄像头也将能提供更多的功能,比如说硬件HDR,慢动作拍摄等等。
像素与处理回路分家的同时,摄像头的体积也会变得更小,但功能和性能却不减,反而更佳。像素区域(CMOS的尺寸)可以相应地增大,用来种植更多或者更大的像素。处理回路也会的到相应的优化(最重要不会在“退火”中枪了)。
佳能很会做生意,加上大多数人信息不对称,佳能用自己传统大牌效应,轻松赚到满裤袋的智商税。
最经典的莫过于8012年发布的3000D了
看下方图(中关村价格忽视),第一眼看出塑料黑色卡口的就是3000D。佳能第一款入门级塑料卡口数码单反。
从左到右分别是550D(2010年产)、1200D(2014年产)、泥坑D3400(2016年产)、3000D
三台佳能机使用同一块CMOS妈耶,8年前的550D都有个104万,1200D的46万已经很低了,这货更低,23万像素LCD8年前的入门机还能3.7张连拍,这货还退步了尼康入门就能拍1080P 60P,3000D还是10年前水准,妈耶,现在谁拍VGA分辨率视频啊,感动有毒放大倍率不如对手和8年前古董机
8年前的550D,参数几乎和3000D一样,某些方面还要更好!停产后,二手价格估计都不到800元。
4年前的1200D参数也差不多,可人家好歹是自动弹跳闪光灯(3000D要手动抠)和金属卡口,一手估计还便宜几百块!
然后竞争对手D3400差距更大啦,然而价格和3000D差不多水平。
大家肯定心想,这货摆明坑骗消费者,怎么可能在网络发达的现在还有人买。
然而信息不对称的小白真特么不少啊~
在马云家,3000D就月销200多台~
捏指一算,一台机2000元左右,销售额可是有40多万阿,多少人老老实实打工10年赚的钱都不如这骗钱玩意一个月赚的多。
佳能不需要最先进的CMOS技术,有营销就有money啊
有别的品牌敢拿旧破烂拼凑个新机,还能卖得出的么?
科技逆生长,不得不服佳能
我来更新了:
模拟设计上已经很强力了,MIPI速率支持到48M 15fps了,相比之前的10fps提升了50%。1.2um的大Pixel暂时不做评价,要有Sample看数据评测。带片上HDR和Remosaic的话,逻辑部分也很不错。
但是,1/1.32几乎和108M一样大小,模组尺寸基本17x17,千元机上?这么大尺寸两片Wafer,成本恐怕高的很,应该挺贵的,谁来买单呢?
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红米也是999的48M啊……这玩意儿可真的大,跟三星108一样了……
另外不要指望这东西便宜,如果是台积电做的东西,便宜不到哪里去………
谢邀,你要问的其实是“即将推出的尼康入门全画幅无反相机 Z 5 可能采用的 CMOS 规格以及 CMOS 选择对性能的影响”吧?
先介绍一下几枚可能使用的 CMOS:
IMX128
IMX128,5.97um 模拟层,Exmor OCADC,前照式设计,使用 sub-LVDS 8 通道读出,可外卖。全像素读出速度并不太快,6.9FPS,这个指标也反映在使用它的产品上:
这枚 CMOS 还有另外一个特点,就是没有片上相位对焦——至少目前没有出现定制了 OCPDAF 的版本。
IMX157
IMX157 其实和 IMX128 使用了同样的模拟层,可以说是 IMX128 小改版,但是在功耗控制和读出速度上有所改善,最后速度达到了全像素读出 10FPS,如果想要用它做一个全画幅 2400 万像素 10FPS 连拍的单反理论上也是可以的,另外,这枚 CMOS 目前出现的版本都是带相位对焦的。
此前已经多次在回答中提到过无反结构对 CMOS 速度提出了更高的要求,可以看到即使是 10FPS 的 CMOS,在 ISP 性能不够强大、功耗控制不够理想、薄型高速机械快门尚未成熟的情况下也只能运行在 5.0FPS,而 α99 凭借着更接近单反的半透膜结构实现了 10.0FPS 的连拍。
IMX157 在 α7 II 上的 OCL 经过了一些改动,解决了一代机型光线入射角过大时引起的绿色炫光问题,
IMX410
IMX410 大家就都很熟悉了,最近索尼半导体外卖颇受欢迎的型号。
模拟层制程与 IMX128/157 不一样,使用的是 5.94μm 技术,因此总像素略高一点,来到 2450 万,但是技术换成了 ExmorR 背照式,这意味着把电路移到了感光层下面,因此能获得很多优势,包括减少串扰,进一步提升 QE 什么的,总之就是画质更好了。
同时由于不用担心对电路对感光层遮挡造成影响,可以设计更加复杂的电路,布置更多 ADC,所以读出速度来到了 19FPS,同时也加入了新的双增益设计,在高 ISO 的时候介入可以实现动态范围的提升,这也是 IMX410 机型高感性能优秀的原因。
由于大幅提升的读出速度,所以也提供了两种总线可以选,传统的 sub-LVDS 8 通道,和高速 SLVS-EC 8 通道,不过后者似乎只存在于索尼自己的 α7M3 上。
片上相位对焦是可选的,有的机器有有的机器没有,全看客户需要。
Z 5
Z 5 的定位是入门级全画幅无反,主要是针对拍照用户,所以连拍性能和视频性能不是它的重点,介于它的定位,使用 IMX128/157 的可能性还是不小的。
IMX128/157 主要问题是其读出速度并不算优秀,所以就算硬上给个 4K 视频拍摄功能估计也是点对点,大概 1.7x 裁切吧——欸好像和隔壁 EOS R/Rp/5D Mark IV 一样……对于这个定位的机器,4K 就是白送的,能有就不错了。
拍照方面 IMX128/157 还是非常老当益壮的,即使是在 2020,它低感表现依旧很能打,依旧领先竞品一个身位(佳能半导体请务必加油啊),高感的话因为 DCG 的缺失、QE 的落后和 IMX410 的机器还是有差距,不过和 EOS R/Rp 五五开是没啥问题。
毕竟最后产品香不香还是要看价格的嘛,就像 EOS Rp 还能卖得不错一样,要是把价格给干到和 Z 50 差不多,那还不是香气逼人?我个人觉得 Z 5 配合 Z 50mm f/1.8 S-Line 应该会是一套很不错的全画幅摄影入门机。
需要注意的是本文标注的连拍速度均为最高速度,连续自动对焦是否开启、bit depth 设置等设置可能会导致实际使用中的连拍速度降低,本文仅讨论 CMOS 极限性能。
我很长时间只听说过HDR,没听说过WDR,最近钻研一些手机信息的时候得知WDR,我还很纳闷,怎么在视频这个圈里混这么久怎么没听说过这个词呢?
研究了一下才明白,WDR往往只出现在图像采集领域,在我略懂的图像处理和显示领域,基本上不会提WDR,只说HDR。
我之前也回答过HDR相关问题,那是从图像显示角度来说的。
什么是HDR?HDR对短视频和图片画质究竟有多大改善?
从图像采集角度(大白话就是摄像机角度)来说,既有WDR,也有HDR。
所谓WDR就是Wide Dynamic Range(宽动态范围),所谓HDR就是High Dynamic Range(高动态范围),从字面上看不出任何区别,两种技术都是为了实现一个目的——让一张图片中最亮部分和最暗部分的亮度差变大,亮度差变大,意味着可以容纳不同亮度颜色的内容,内容也就更丰富。
其实,从图像采集角度,提到WDR和HDR往往不是手机摄像,而是监控摄像、行车记录仪摄像,因为这些应用场景更需要在很亮和很暗交错的环境中获取尽量多的信息,不然就不会录下干了坏事人的信息,大家看下面的图,就能体会到有WDR/HDR的监控摄像差别有多大。
要实现抓取高亮度差图像这个目的,方法基本上也就两种:
第一种,对一个场面快速多次曝光,每次曝光度不同,产生多张SDR(Standard Dynamic Range)或者LDR(Low Dynamic Range)的图,然后合并这几张图到一张图中,利用一些算法转换,就拼成了一张HDR的图。
第二种,硬件足够牛逼,感光器就是能够同时采集到很暗和很亮的光,简单粗暴。
一般说来,WDR指的是用硬件实现的方式,但是硬件可以用第二种方法,也可能用的是第一种方法;HDR指的是软件实现的方式,当然也只能用第一种方法。
有趣的是,HDR这种多图拼一个图的过程,不光能够用硬件或者软件自动完成,也可以纯手工打造,也就是,由摄像师手工拍多张照片,然后用做图软件合并——纯手工打造的HDR图片,就问你服不服!
当然,有一些场合WDR和HDR是混着用的,比如索尼的DOL-WDR技术,全称Digital Overlap Wide Dynamic Range,使用传感器硬件实现的,在官方文档里也一会说DOL-WDR,一会又说DOL-HDR,所以说,也没必要把WDR和HDR分割得那么清楚。
MIPI联盟是一家合作的全球性组织,为开发移动和受移动设备影响的行业提供服务。该组织的重点是设计和推广硬件和软件接口,以简化从天线和调制解调器到外围设备和应用处理器的设备内置组件的集成。MIPI Alliance精心设计其所有规格,以满足移动设备所需的严格操作条件:高带宽性能,低功耗和低电磁干扰(EMI)。 所有领先的芯片组供应商都使用了MIPI Alliance规范,这些规范已帮助移动行业的公司整合了集成方法,同时创建了自己的高级设计来使产品与众不同。当今市场上的每个智能手机都至少具有一个MIPI Alliance规范。。
Lattice Xilinx 等FPGA芯片原厂都是其联盟成员,MIPI联盟发布了很多接口规范标准,其中MIPI CSI-2,MIPI DSI,是目前广泛应用的接口标准,主要应用在移动端,例如移动电话,平板电脑等,近些年也广泛应该于汽车领域,工业领域,主要还是ADAS ,机器学习的兴起。
MIPI CSI-2 (MIPI Camera Serial Interface 2 ),移动和其他市场中使用最广泛的摄像机接口。 它以其易用性和支持广泛的高性能应用程序(包括1080p,4K,8K以及更高的视频和高分辨率摄影)而得到广泛采用。其由协议层,应用层,物理层构成。物理层使用的是D-phy (主要还是D-phy)跟C-phy。
Lattice csi2dvp 解决方案
MIPI DSI(MIPI Display Serial Interface)定义了主机处理器和显示模块之间的高速串行接口。该接口使制造商能够集成显示器以实现高性能,低功耗和低电磁干扰(EMI),同时减少引脚数并保持不同供应商之间的兼容性。设计人员可以使用MIPI DSI为最苛刻的图像和视频场景提供出色的色彩渲染,并支持立体内容的传输。其物理层也是采用的D-phy
lattice lvds2dsi 解决方案
D-phy 是MIPI联盟的物理层小组所发布的物理层标准,该小组还发布其他物理层标准, A-phy , C-phy , M-phy。
D-phy V1.0 标准指出,其使用了两种传输数据的模式,高速模式(High Speed,HS)和低功耗模式(Low Power,LP),两种模式使用不同的传输电平和传输机制。D-phy每个数据通道使用两条线(HS跟LP在每个通道下是共用的传输线),时钟通道使用两条线。这说明了用于最低配置的时候需要四根线。 在高速模式下,每个通道在两侧均终止,并由低摆幅差分信号(SLVS)驱动。 在低功耗模式下,所有电线均采用单端和非终端方式操作。
在HS模式下其速率可达到500Mbps,DDR(dual-edged data transmission)模式。通过采用突发模式通信,可以降低有效数据吞吐量。 低功耗模式下的最大数据速率为10Mbps。
D-PHY电气子层指出高速信号(HS)采用的差分电平传输的摆幅较低,一般为200 mV,而低功耗信号(LP)单端电平传输的摆幅较大,一般为1.2V。
D-PHY 电平
HS的发送端的电路结构如图,是由两个CMOS组成的差分输出电路,由其DC参数可以得到,其差分压摆幅度是140~270mV,一般值为200mV,单端输出阻抗为40~62.5 ohm,这个参数可以帮助我们设计接收端电路板时做好阻抗控制与匹配,以保证信号完整型。Lattice FPGA内部并没有这样的IO buffer,所以只能通过使用其他的IO buffer 做电平转换,以满足这样的要求。
HS TXHS DC参数
LP的发送端电路图,其为LVCOMS12结构输出,Lattice FPGA 拥有LVCOMS12 IO buffer,加上外部端接电阻,可以满足输出阻抗110 Ohm的要求。
HS与LP的接收端与普通的LVDS,CMOS接收端并无多大区别。由于Lattice 可以接收200mV的SLVS,只要选择固定的IO bank就行,值得一提的是Lattice 器件的tureLVDS 管脚有限,使用LVDS25E需要外接端接电阻,端接电阻Zid一般为100 ohm,与LVDS外部端接保持一致。当然,LVDS 跟LVDS25E所能接收的速率是不一样的,这一点需要注意。
HS RX
Lattice MIPI csi-2与 DSI 除了使用crosslink器件解决方案,其他器件都需要自己添加与设计D-phy的电气子层,因为crosslink器件更像一个可编程的ASIC,普通的FPGA是没有下图这样的物理资源。
D-PHY 电气结构
MIPI D-phy 发送端的设计需要使用到LVDS25E的资源,LVDS25E是通过 Lattice 的8mA CMOS输出buffer,构成的桥式电路。通过外部电阻构成的分流网络,可以模拟出LVDS 的输出。
改变这个电阻网络,可以模拟出D-phy HS 输出电平与LP电平,LP电平使用的 IO buffer 为LVCMOS12。Lattice官方给好的数据是RH=330 ohm ,RL=50 ohm,当然该bank的电源要使用2.5V,若使用3.3V,则需要根据速率与信号完整性自己进行设计。
对于接收端,由于Lattice 的LVDS IO buffer 支持SLVS 电平,只需要在LP接收端使用LVCMOS12 的 IO buffer,且外部添加RT=50 ohm的端接电阻即可。当LVDS IO资源不够时,可以采用LVDS25E,这将需要外端接100 ohm电阻,并且MIPI CSI-2跟MIPI DSI 的工程综合后,布局布线会报错,这时则需要自己优化好FPGA内部布局布线等。
目前明德扬公司已经使用Lattice MachXO3系列与ECP5系列完成了4路sensor 通过MIPI csi-2 输入,拼接成一路MIPI CSI-2输出的工程,该工程也应用于无人机,工业机器视觉等开发。
仿真验证未完待遇。。
在此前的视频中我已对三星HM1传感器1.08亿像素的现实意义进行了展示,与6400万像素GW1类似,可以带来比较明显的解析力增益,特别是在大面积、高分辨率显示器上观看时,1.08亿全开的高频信息还原优势是十分明显的。因为它是建立在0.8微米单像素边长基础上的总面积扩容,来到了1/1.33英寸,所以LW/PH值自然会有所增加,至于像素尺寸的问题,结合奈奎斯特采样定律的基本诉求:采样频率需要2倍于原始信号频率才能有效还原,即便是可见光的最长波长780nm,以F1.8光圈理想镜头进行成像,衍射图案峰值间距也有1.71微米左右,0.8微米像素略高于奈奎斯特采样标准,所以在制造工艺有保障的前提下,像素的确是越小越好。
事实上,对手机成像真正的限制是镜头,1/1.33英寸的成像圈直径来到了12mm,与15.86mm的1英寸已经比较接近,而大家如果仔细观察市面上的1英寸相机不难发现,它们的镜头设计体型都远远大于手机,所以如果单纯比光学素质,1英寸相机因自由度更高所以胜面很大,也正因为大底手机传感器对镜头光学总长有着非常苛刻的要求,所以一般来说手机成像系统的设计是光学与数字校正的联动,以此来弥补较低硬件天花板带来的不足。
基本上1亿像素级别的手机摄像头因为对像差校正提出了更高的要求,所以一般会标配8P镜头,也就是总计8片塑料镜片。对于光学设计来说,镜片多意味着校正手段的增多,比如后组的增多有利于降低第一镜片的焦距,避免光焦度过于集中,利于提高成像质量,除此之外还有一个重要的作用就是改进新增的中后段镜组物像两面矢高比例,扩大像方视场角,增大像高,以满足大底成像需求。
除此之外,为提高性能上限,再加上丙烯酸酯、聚苯乙烯等塑料模压加工的成本也相对较低,所以手机镜头的每一片镜片基本上都是双旋转对称非球面(而且8片从绝对量来说也不算多),也在尽力拔高光学上限。
大体来说,这枚新镜头在HM1上的表现还是很不错的,大家如果有注意到的话,在此前的视频测试中我都截取的边缘部分,即便如此1.08亿也是非常能打,而且拍摄时滞其实也很短,并没有什么卡顿感。而且这颗镜头的暗角控制做得很好,即便是ISO 640的弱光拍摄,RAW文件极限边缘也没有出现强吃动态范围而激增的噪声:
这应该会出乎很多人预料,但对于8P设计+微透镜平移技术结合来说,新一代手机摄像头模组有此表现也算常规操作了。
而且它强光下输出RAW文件的后期空间也还不错,高光-100、暗部+100这种操作也算是游刃有余:
因为它的机内JPEG输出会狂拉锐度并大幅降噪,所以会丢失不少暗部信息和高频纹理,有工夫的话完全可以自己调。当然,如果只是在手机上看图像的话就无所谓了,随意使用即可,不过即便1.08亿输出也能做机内HDR,这一点倒是很方便,毕竟1.08亿不能输出RAW,后期空间要小不少。
三星自用的HM1基于Nonacell技术,即支持9个像素合并为1,所以默认状态下的静态输出为万/9=1200万,合并像素的最大目的是提高信噪比,但它的实现前提是在以读取噪声为主导的拍摄环境,也就是弱光条件下。
像素合并有几种方式,主要按信号输出前与输出后来区分,信号输出前就进行合并的方案处于电荷域,信号输出后合并的方案则是电压域或数字域,它们的区别在于:假设对传感器进行均匀曝光且所有通道量子效率完全相同,那么无论哪种合并方式,n x n个像素的合并都意味着信号值增加了n x n倍,但电荷域n x n个像素合并输出的读取噪声只有1个单位,所以合并后的信噪比增益为n^2倍;而电压域或数字域因为是先读出、后合并,就意味着读取噪声也会与信号同步增加,其增幅为n x n的平方根,也就是n个单位,这样一来,信噪比的增益幅度就是n x n/n=n倍。
换言之,9合1合并如果是电荷域,读取噪声信噪比增益就是足足9倍,电压域或数字域就只有3倍,据我所知,三星目前合并像素型手机图像传感器都是共享浮置扩散电容设计,这就意味着它属于电荷域像素合并,显然,因为全像素输出需要排队迁移电子,所以读出速度会相对慢一些,这也是为什么很多高像素传感器全像素输出时无法连拍的原因。而电压域或数字域的像素合并案例是索尼6100万像素全画幅IMX455,它提供了2x2和3x3合并模式,对于以全像素输出为主要用途的传统相机来说,做此选择也属正常。
之所以强调读取噪声,是因为在散粒噪声为绝对主力的强光环境下,读取噪声被完全压制,这时候像素合并的意义除了节省存储空间之外就没有什么实际意义了。事实上结合光学防抖和多帧降噪数字算法,HM1的1200万手持夜景模式相当出色,比如下图:ISO 3200,1/3秒快门多帧拍摄10秒,手持也能保证出片锐利,随后我会用一条视频来说明。
至于网上炒得很热闹的微距对焦问题,首先在被摄物有比较明显反差纹理时,原生相机APP的对焦速度并不慢,第三方程序调用摄像头出现问题基本上要归结于兼容性,在高像素传感器实现规模化之后就能逐步优化,当然其实我也没遇到这个问题,之前更新的补丁应该起到了效果。
三星S20 Ultra的主摄最近对焦距离差不多有8cm,作为大底传感器来说这已经算是相当不错了,1英寸底且体型厚实的的索尼RX0 II也只做到了20cm。不过这么近的对焦距离再加上固定光圈设计(为缩短光学总长,所以又回到固定形态),意味着景深会相当浅,简单计算一下差不多在1cm出头,所以当焦平面与拍摄物体面相切时就会出现比较明显的前景背景光学虚化。
不过HM1的这个8P镜组在最近对焦距离进行拍摄时有一个比较明显的问题——场曲非常大,中心与边缘不处于同一焦平面上,具体可见上图,拍摄物为5cm边长正方形。引发场曲的原因有2个,其一是像散,其二是匹兹凡和,而在一个给定的共轴光学系统中,物面位置的移动不会改变匹兹凡和,但对像散有比较明显的影响,再加上像散的大小随视场而已,往往像高越高就越剧烈,即便是已经大量使用非球面的情况下,但好在问题只出现在对焦距离拉到最近的情况下,一般的A4开张翻拍并不会出现问题,整个像场都能保证清晰度。
这里可以简单延伸一下,据传言,华为将在下一代产品上采用一片自由曲面镜片。所谓自由曲面,就是没有统一光轴、具备非旋转对称特性的曲面,它的最大优点就是光学优化空间大,从而利于简化结构,当然最重要的一点就是校正离轴非对称像差,典型的代表就是因离轴主光线细光束范围内非旋转失对称所引发的像散。自由曲面元件在LED灯具均匀照明、广视场反射型空间遥感测绘相机等领域有着重要的作用,比如哈勃望远镜就有采用一块自由曲面反射镜。
手机的小口径塑料镜片采用自由曲面设计要面临的主要问题是如何保证加工和检测精度,目前对自由曲面的检测依然沿用的是计算全息法等非球面检测法,对梯度变化较小的自由曲面表面相对适用,如果变化较大就会导致精度下降,所以理论性能有多少能够现实化,这里还是要打个问号。
再说视频,无论是9合1的HM1(三星S20 Ultra)还是4合1的HMX(小米10 Pro),最高都支持到了7680 x 4320的8K分辨率,三星应该是裁切中心部分做超采样8K 24p:
小米则是全宽输出8K 30p,理论上应该是抽行采样,若是如此,三星的画质会强于小米,但小米胜在视角明显更宽且帧率更高,而S20 Ultra的8K裁切幅度确实是相当大。当然,我没有小米10 Pro来进行对比,如果被打脸我也认了……
HM1的8K 24p只能以H.265编码8bit位深420采样进行输出,码率控制在80Mbps左右,1分钟的视频接近580MB,作为日常拍摄来说,三星S20 Ultra的视频防抖性能相当强,出片率很高,但并没有为8K配备专业模式,所以快门速度无法手动控制,高亮环境下快速移动机位时会因快门太快而出现顿挫感,总体来说,画质的提升在大屏,尤其在4K电视上观看的效果会比较明显的呈现。
但注意,如果在相对小尺寸低分辨率显示器,比如23英寸全高清显示器上观看时,即便全屏播放也会因为显示分辨率较低而出现摩尔纹,所以8K视频我建议要么在手机上看,要么在更大尺寸更高分辨率的显示设备上看,才能获得相对舒适的体验。
S20 Ultra的视频和照片都有专业模式,专业视频模式只能使用主摄,10倍变焦为数码变焦,最高支持4K 60p,但ISO不能设置为自动,而且开始拍摄后就不能更改,这意味着明暗环境切换时又只能靠自动快门速度来补偿,希望还是提供自动ISO选项……除此之外,它的视频输出都自带美颜功能,对想要相对真实还原的内容就有点具体了。
在具体的视频拍摄UI设计上,S20 Ultra其实还可以更人性化一点,比如只有主摄才支持4K 60p,这意味着如果你选择了这一规格,就无法调用广角和潜望式长焦摄像头来“光学”变焦,只能用主摄进行数码变焦,想要三个摄像头都能工作就必须选择4K 30p及以下,但系统并不会明确地提示用户。除此之外镜头变焦的顿挫感依然存在,距离“无感”切换还是有一定的距离,不过视频的综合成像素质还是很不错的。
总结一下吧,只要在不影响终端用户体验的情况下,“像素即正义”就是正确的,高像素结合像素合并意味着能屈能伸,在完全不影响已有表现(甚至还有增益)的情况下,拓展了更多的应用方式并营造更大的差异化,是目前图像传感器的主要发展方向之一。所以有时候情绪上的抵制既没有必要,也没有意义,市场自会说明一切……
PS:晚点我会上一条以录屏为主的拍摄体验视频,大家可基于此视频对HM1的表现自行判断,我就不多说了。
节假日放假很多人都选择开车出去,很多想入手行车记录仪的车友也开始进行对比选择了,记录仪相信很多人都不陌生了,不过要选择哪个品牌记录仪心里还是没有底,大部分都是在网上了解。不过现在网上关于记录仪的文章,很多都是前几年的知识点了,而目前记录仪硬件早已经升级了,再按照以往的经验来选择,基本上是买不到好记录仪的,就拿主控芯片来说,以往很多文章都强调选择安霸芯片,前几年比较流行的确实是安霸,安霸性能稳定,不过因为安霸是美国厂商,需要授权,现在国内使用安霸芯片基本上没有了,主要还是联咏、海思、Mstar。今天我专门针对目前市面上现存品牌以及选购思路做个简单分享,希望给各位老铁在选购行车记录仪带来一点点参考。
行车记录仪应该怎么选呢?
其实选择记录仪跟选电脑差不多,都是需要看硬件配置,谁都不想买老配置,很容易被淘汰,记录仪主要看的三大硬件就是图像处理芯片+图像传感器+镜头,其中图像处理芯片是最容易选择的,因为市面上主流芯片就是联咏、海思、Mstar,基本上的大品牌都选择这几个处理器方案,普通常见的有联咏,,mstar8339,8336,海思xxxxx,而高端产品一般会选择,675,Hi3559,很少产品会使用联咏,成本比较高,稳定性好,能选择的话,尽量在这几个方案里面的选。
而常用图像传感器基本上是SONY跟GC,常见的型号主要有IMX323、307,高端的Galaxycore 4653。
SONY323:索尼较早的一款传感器,录影像素200万,也就是最大1920*1080P,白天效果较好,晚上效果一般,不具备夜视功能,市面上一些型号还是在采用,不过后期估计会被淘汰。
SONY307:录影像素也是200万,最大1920*1080P,具备微光夜视功能,目前被很多记录仪品牌采用,性能比索尼323好一些,效果中规中矩。
Galaxycore 4653:录影像素400万,白天效果超一流,夜晚效果成像也很出色,具备星光夜视效果,整体效果比索尼307优秀。特别是夜晚效果非常明亮,微光夜视也不错。
目前行车记录仪中,能像Galaxycore 4653做到4K H.265超清的传感器还是属于少数,400W成像效果已经是很好了,400W像素已经足够清晰了,千万不要迷信芯片的型号数字越高越好。分辨率过高会大大降低存储卡的使用寿命,同时缩短了每张卡的可录像时间。另外,分辨率太高因平均到每个像素点的进光量减少,夜视效果变差,更是得不偿失。比如说我们在电视上看720p的影视,已经非常清晰,即使升到1080p的片源,清晰度差别并不明显。但1080p的数据量已是720p的两倍,1296p的数据量又是1080p的1.4倍:也就是同一张TF卡,此刻不仅可录像的时间减少了30%,而且大大增加卡的重复读写次数,使其使用寿命变短。
再做个普及目前电脑、手机都没有4k分辨率的屏幕,都是1080P的屏幕,这些屏幕最高可显示像素点为200万,而采用400万的像素足以覆盖并超出所有显示设备的像素,当影片像素大于屏幕像素的时候,屏幕会自动压缩影片像素点,再高的像素没有好的屏幕,影片看起来没有差别,好比电视上看电影选4K跟1080P看不出差别一样,所以在做实验的时候发现400万像素以上在屏幕上看不出差距,但400万以下像素就会有差距,所以400万像素的sensor即可满足日常使用需求,而且清晰度不仅仅只是看像素,还要看最关键的镜头模组。
下面我们重点说镜头,很多人知道芯片,但是对镜头了解的却比较少,如果芯片和图像传感器都一样,只是镜头不同,对清晰度和夜视效果影响非常大。镜头是影响进光量的一大重要因素,由多层镜片组成,影响其品质的主要有材质和镀膜。镜片的材质分为玻璃(Glass简称G)和树脂(Pitch简称P),4G镜头/6G镜头代表4层全玻/6层全玻,2G2P镜头指的是两玻两树的镜头。而目前市面上的品牌更多采用的是G4-G6全玻璃镜头,G6会含一片红外滤光镜片,所谓6+1 共7片都是骗人的。相比于玻璃镜片,树脂镜片容易划伤,高温暴晒会变形和裂纹,一般负责任的大厂家不会采用。
其次,不论是玻璃镜片还是树脂镜片均存在一定的阻光作用,每片玻璃阻光8%、树脂约10%,而采用镀膜可以大大提高透光度。据悉,目前日本最好的镀膜技术透光能达到99.98%。像现在市面上一些高端行车记录仪采用镀了多层增透膜的高级光学镜头,主要是为了减少反射,提高镜头的透光率,而没有镀膜的低质量镜头很容易被“看穿”,镜头内部“一览无余”。镀了多层增透膜的镜头则呈淡绿色或暗紫色,我们用云路R1pro的镜头为例,来看看镀了多层增透膜的效果。
硬件基本上就是这三部分,后面就是软件的调试了,有些品牌会把ISO调的很高,夜视整体会好很多,但是车牌容易曝光。中规中矩的大厂出品的,不亮也不暗,再结合WDR、HDR技术,夜晚车牌反光的抑制能力就会比较好。这就是为什么一款机器,在不同的光线下,录制出来的效果是完全不相同呢,主要就是WDR与HDR的关系。
另外一点是光圈,F1.8是记录仪的黄金进光量,F2.0以上的太小,夜视会太黑,看不清。F1.2-1.6太大,夜视曝光又会太足,车牌夜晚容易反光。
2021年记录仪品牌应该怎么选呢?
记得刚接触记录仪是在2016年,那时候记录仪品牌有很多,比如说凌度、威仕特、安尼泰科、第一现场、善领、纽曼、捷渡、丁威特、新科、包黑子、极路客、凯立德、DOD等等,不过这些品牌到今年已经被淘汰的差不多了。其实今年记录仪品牌还是比较容易选的,因为市场上已经淘汰了很大一部分品牌,剩下的品牌已经不多了,我们先把市面上行车记录仪品牌做个总结。
其中国内名气比较大的也就360跟凌度,不过产品质量一般般,个人是不太推荐这两个品牌,其中360主要是会烧卡跟没办法耐高温,烧卡这问题还是比较普遍的,360官方社区就很多人吐槽,耐高温这情况,夏天使用要避免长时间暴晒,要不外壳容易变形。
而凌度主要是参数造假,产品介绍跟实物往往不符,比例凌度HS998这款记录仪,宣传是1296P,实际上分辨率只有1080P,也不是MOV格式,更谈不上什么无光夜视效果,对面的车位的车牌照都看不清楚。
像口红姬、兴科威、云路这三个品牌,主要都是做国外市场,产品都是走高端路线,相对其他品牌产品质量确实好,最重要的是品牌参数都是真实的,拍摄效果都不错,其中口红姬售价有2千元以上,有些人觉得这价格太高了,其实是定位不同,就像即将发布iPhone 12 Pro Max的起步价为1099美元,在美国这价格不算贵,但是在中国抵得上一个月工资了,但是苹果手机操作系统确实很流畅,虽然贵还是有很多人选择,电子产品毕竟一分钱一分货,贵的东西肯定还是好的,口红姬、兴科威、云路这三个品牌是值得考虑的,比较推荐的是云路,价格是另外两个牌子的一半,真香。
记录仪是不是功能越多越好
其实选择记录仪最好是单纯录制功能,清晰度好的,另外支持WIFI功能方便在手机上查看就足够了,附加的大部分功能基本上是用不到的,功能多反而问题也会多,主要还是芯片的原因,像前几年记录仪带很多功能的基本上都是采用MTK芯片,之前很多山寨手机也是用MTK芯片,这种芯片成本低,运行内存小,芯片在高温环境下功能运行太多,运行时间过久,容易造成主板超负荷,出现死机卡顿的现象。
像现在市面上有些语音控制、远程查车,ADAS功能等等完全是没有必要的,这些功能看起来是挺不错的,但以目前记录仪技术来说,这些都算是噱头,根本发挥不到实际作用,本身就很鸡肋,比如说语音控制,平时在车上说话机器自己就误操作了,如果在车上听歌声音比较大,语音也是没反应的,还要拿下来放近了才能识别,我都拿下来了,还要语音干嘛。而远程查车这种是需要机器一直处于24小时开机状态,会一直消耗汽车电瓶电量,汽车馈电的风险比较高,而且需要插4G流量卡在机器上,流量用完需要在充值,如果停地下车库没网络基本上就是摆设。ADAS功能包含了轨道偏移跟前车预警,这功能以目前技术是达不到100%准确的,假设前方有车辆快撞上了,等机器来语音提示,人的反应时间也不够。记录仪不必追求一些华而不实的功能,单纯录制,不漏秒不死机,能清晰拍下事故发生经过就足够了。
行车记录仪款式应该怎么选
其实我个人还是比较推荐卡片机的,就是安装在前挡风玻璃的,这种一般是选择3M胶或者吸盘来固定,主要是安装方便,功能相对也会太复杂。而卡片机款式分为有屏幕跟无屏幕的,建议是选择带屏幕的,因为记录仪在汽车里,夏天要抗住高温,冬天要受冻的,没有屏幕的记录仪,有没有在工作你都不知道。虽然是有指示灯,但你不会每次都会去留意,有个屏幕至少还可以看看。我个人不是很推荐大家使用后视镜款,像后视镜流媒体这种最好别用,现在市面上大部分流媒体都不带防眩光屏幕,晚上后车照射,镜面反光是挺严重,晚上后车灯一照后镜头就晃的头痛,如果是原车自带电子防眩目的后视镜,千万别去装流媒体后视镜款的记录仪。
目前行车记录仪最热销的型号有哪些
装记录仪肯定不希望经常更换,最好是可以用几年,而电子产品更新换代又比较快,买老的配置可能明年就淘汰了。另外是新的硬件功能更全面,清晰度也会更好。先根据上市时间来筛选,筛选出2020年以后的款式,云路R1pro;海康威视F6、C6;捷渡D350;凌度V520;360的G600、G580;盯盯拍MINI5;其中云路R1pro是2021年8月份上市,算是目前市面上最新款式。
根据清晰度来筛选,记录仪目前市面上最高分辨率是2160P,也就是我们常说的4K分辨率,而2K一般是指1440P的分辨率。特别提一下凌度V260,宣传也是2160P,没有详细硬件参数,不知道是不是虚标的,我个人就没有纳入进来。盯盯拍mini5天猫评分才4.5,不知道什么原因,专门去看了这款评价,大部分是吐槽盯盯拍服务差,客服没人回复,服务这事情我个人是深有体会,我刚接触记录仪时,之前不懂记录仪,在网上看商家销量,哪个销量高买哪个,想跟随大众来选择,当时市面上销量比较高的有360、盯盯拍跟凌度,就想咨询客服了解一下产品,但是没有客服知道硬件这些配置,描述也是没有详细标出,就只会跟你说像素是多少,拍摄非常清楚,问的太多后面可能把我拉黑了,一直没回复,才发现记录仪这行业客服水平很低,非常不专业,如果是购买前咨询商家都爱理不理的,那售后就不用指望什么了,建议选择的时候一定要看客服的回复是否及时专业。不过盯盯拍新款的具体情况我是不知道呢,没用过,想买的可以自己看评价来选择。
如果预算不是很高,想选择便宜的,我也总结了一下300元以下的记录仪品牌,凌度F12、F6、V320;丁威特G600、G68;70迈Midrive D01、Midrive D05;盯盯拍mini 2s、mini;这些型号都是老款了。凌度的款式最好慎重考虑,网上吐槽的很多,基本上就是用1年左右就出现各种问题,硬件配置经常出现虚标。价格低的买到退货机的几率也大一些,因为价格不高买的人多,拿到机器感觉不合适很多人退回去的,退回去的商家肯定重新包装后在卖出,收到感觉不是全新的很正常,就需要看运气了,产品没问题还好,如果是用1-2个月就出现问题,到时要退又退不了,自己综合考虑。
电子产品我认为应该综合硬件配置跟功能来看,相同的配置但是服务好,贵一些我觉得是可以接受,比如我平时买一些电子产品,我都是会优先选择京东,其实天猫东西也是一样的,但是感觉京东服务好,更有保障。下面我把高于600元的记录仪筛选出来供大家参考,主要品牌型号:口红姬DR750S-2CH、DR900S;云路R8S、R1pro;兴科威U1000;盯盯拍mini5;其中任E行都是三录的款式,就是有三个镜头,可以拍摄车前车后跟车内,成本高价格相对也高一些,盯盯拍出来价格都是比较高的;而口红姬、云路、兴科威都是以外贸为主,一直都是价格比较高,不过品控比较严格,质量是可以的,返修率基本上都是在1%左右,而国内一些品牌行业返修率平均水平则高达3~5%。
总结
今天的分享就写到这里,以上根据个人选购记录仪亲身体验给出的建议,如果是双12想要购买记录仪的朋友可以做个参考,如果有什么说的不对的,大家可以指出和讨论。
图形传感器:2021年最全面的行车记录仪品牌推荐,行车记录仪应该怎么选  第2张

图形传感器:CMOS图像传感器

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CMOS图像传感器
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CMOS图像传感器是一种典型的固体成像传感器,与CCD有着共同的历史渊源。CMOS图像传感器通常由像敏单元阵列、行驱动器、列驱动器、时序控制逻辑、AD转换器、数据总线输出接口、控制接口等几部分组成,这几部分通常都被集成在同一块硅片上。其工作过程一般可分为复位、光电转换、积分、读出几部分。
中文名
CMOS图像传感器
外文名
CMOS image sensor
对 象
电路
学 科
电路
工 具
转换器
目录
1
基本介绍
2
基本原理
3
影响性能因素
4
市场状况
5
应用
CMOS图像传感器基本介绍
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语音
在CMOS图像传感器芯片上还可以集成其他数字信号处理电路,如AD转换器、自动曝光量控制、非均匀补偿、白平衡处理、黑电平控制、伽玛校正等,为了进行快速计算甚至可以将具有可编程功能的DSP器件与CMOS器件集成在一起,从而组成单片数字相机及图像处理系统。1963年Morrison发表了可计算传感器,这是一种可以利用光导效应测定光斑位置的结构,成为CMOS图像传感器发展的开端。1995年低噪声的CMOS有源像素传感器单片数字相机获得成功。CMOS图像传感器具有以下几个优点:1)、随机窗口读取能力。随机窗口读取操作是CMOS图像传感器在功能上优于CCD的一个方面,也称之为感兴趣区域选取。此外,CMOS图像传感器的高集成特性使其很容易实现同时开多个跟踪窗口的功能。2)、抗辐射能力。总的来说,CMOS图像传感器潜在的抗辐射性能相对于CCD性能有重要增强。3)、系统复杂程度和可靠性。采用CMOS图像传感器可以大大地简化系统硬件结构。4)、非破坏性数据读出方式。5)、优化的曝光控制。值得注意的是,由于在像元结构中集成了多个功能晶体管的原因,CMOS图像传感器也存在着若干缺点,主要是噪声和填充率两个指标。鉴于CMOS图像传感器相对优越的性能,使得CMOS图像传感器在各个领域得到了广泛的应用。美国高清高速CMOS图像传感器DYNAMAX-11:潘纳维申影像这颗新的传感器含有的全局电子曝光快门技术,极大地改善了工业成像在室内和室外的应用。这颗新发布的DYNAMAX-11图像传感器适合用于机器视觉、安防监控、智能交通、生命科学、生物医疗、科学影像、高清录像、电视广播等工业成像领域。这颗新发布的DYNAMAX-11图像传感器含有320万像素,像素大小为5.0?m × 5.0?m。DYNAMAX-11具有以下一些特点:1:高灵敏度,低噪声。DYNAMAX-11在卷帘曝光的模式下,可以实现小于4 electrons rms噪声,在全局曝光的模式下,可以实现小于8 electrons rms噪声。2:宽的光谱响应范围,覆盖从可见光到红外。3: DYNAMAX-11具有快速的输出能力,可以达到全尺寸3.2M输出时,60帧/秒,和HDTV1920*1080输出时,72帧/秒的输出速度。4:高动态模式下的动态范围可达120分贝.DYNAMAX-11采用了CLCC封装,非常便于客户的安装焊接和结构设计。DYNAMAX-11 适合3/4英寸的光学尺寸。同时,DYNAMAX-11对应高清电视格式要求(HDTV,1080i,16:9),也设计了感兴趣区域的2/3英寸的200万像素光学格式(对角线11毫米)。DYNAMAX-11彩色和黑白两种芯片的样片正提供给PVI的客户.
[1]
CMOS图像传感器基本原理
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CMOS图像传感器基本工作原理首先,外界光照射像素阵列,发生光电效应,在像素单元内产生相应的电荷。行选择逻辑单元根据需要,选通相应的行像素单元。行像素单元内的图像信号通过各自所在列的信号总线传输到对应的模拟信号处理单元以及A/D转换器,转换成数字图像信号输出。其中的行选择逻辑单元可以对像素阵列逐行扫描也可隔行扫描。行选择逻辑单元与列选择逻辑单元配合使用可以实现图像的窗口提取功能。模拟信号处理单元的主要功能是对信号进行放大处理,并且提高信噪比。另外,为了获得质量合格的实用摄像头,芯片中必须包含各种控制电路,如曝光时间控制、自动增益控制等。为了使芯片中各部分电路按规定的节拍动作,必须使用多个时序控制信号。为了便于摄像头的应用,还要求该芯片能输出一些时序信号,如同步信号、行起始信号、场起始信号等。
[2]
像素阵列工作原理图像传感器一个直观的性能指标就是对图像的复现的能力。而象素阵列就是直接关系到这一指标的关键的功能模块。按照像素阵列单元结构的不同,可以将像素单元分为无源像素单元PPS(passive pixel schematic),有源像素单元APS(activepixel schematic)和对数式像素单元,有源像素单元APS又可分为光敏二极管型APS、光栅型APS.以上各种象素阵列单元各有特点,但是他们有着基本相同的工作原理。以下先介绍它们基本的工作原理,再介绍各种象素单元的特点。下图是单个象素的示意图。(1)首先进入“复位状态”,此时打开门管M.电容被充电至V,二极管处于反向状态;(2)然后进入“取样状态”.这时关闭门管M,在光照下二极管产生光电流,使电容上存贮的电荷放电,经过一个固定时间间隔后,电容C上存留的电荷量就与光照成正比例,这时就将一幅图像摄入到了敏感元件阵列之中了;(3)最后进入“读出状态”.这时再打开门管M,逐个读取各像素中电容C上存贮的电荷电压。无源像素单元PPS出现得最早,自出现以来结构没有多大变化。无源像素单元PPS结构简单,像素填充率高,量子效率比较高,但它有两个显着的缺点。一是,它的读出噪声比较大,其典型值为20个电子,而商业用的CCD级技术芯片其读出噪声典型值为20个电子。二,随着像素个数的增加,读出速率加快,于是读出噪声变大。光敏二极管型APS量子效率比较高,由于采用了新的消噪技术,输出图形信号质量比以前有许多提高,读出噪声一般为75~100个电子,此种结构的C3&适合于中低档的应用场合。在光栅型APS结构中,固定图形噪声得到了抑制。其读出噪声为10~20个电子。但它的工艺比较复杂,严格说并不能算完全的CMOS工艺。由于多晶硅覆盖层的引入,使其量子效率比较低,尤其对蓝光更是如此。就目前看来,其整体性能优势并不十分突出。
CMOS图像传感器影响性能因素
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3.1噪声这是影响CMOS传感器性能的首要问题。这种噪声包括固定图形噪声FPN(Fixed pattern noise)、暗电流噪声、热噪声等。固定图形噪声产生的原因是一束同样的光照射到两个不同的象素上产生的输出信号不完全相同。噪声正是这样被引入的。对付固定图形噪声可以应用双采样或相关双采样技术。具体地说来有点像在设计模拟放大器时引入差分对来抑制共模噪声。双采样是先读出光照产生的电荷积分信号,暂存然后对象素单元进行复位,再读取此象素单元地输出信号。两者相减得出图像信号。两种采样均能有效抑制固定图形噪声。另外,相关双采样需要临时存储单元,随着象素地增加,存储单元也要增加。3.2暗电流物理器件不可能是理想的,如同亚阈值效应一样,由于杂质、受热等其他原因的影响,即使没有光照射到象素,象素单元也会产生电荷,这些电荷产生了暗电流。暗电流与光照产生的电荷很难进行区分。暗电流在像素阵列各处也不完全相同,它会导致固定图形噪声。对于含有积分功能的像素单元来说,暗电流所造成的固定图形噪声与积分时间成正比。暗电流的产生也是一个随机过程,它是散弹噪声的一个来源。因此,热噪声元件所产生的暗电流大小等于像素单元中的暗电流电子数的平方根。当长时间的积分单元被采用时,这种类型的噪声就变成了影响图像信号质量的主要因素,对于昏暗物体,长时间的积分是必要的,并且像素单元电容容量是有限的,于是暗电流电子的积累限制了积分的最长时间。为减少暗电流对图像信号的影响,首先可以采取降温手段。但是,仅对芯片降温是远远不够的,由暗电流产生的固定图形噪声不能完全通过双采样克服。采用的有效的方法是从已获得的图像信号中减去参考暗电流信号。3.3象素的饱和与溢出模糊类似于放大器由于线性区的范围有限而存在一个输入上限,对于CMOS图像传感芯片来说,它也有一个输入的上限。输入光信号若超过此上限,像素单元将饱和而不能进行光电转换。对于含有积分功能的像素单元来说,此上限由光电子积分单元的容量大小决定:对于不含积分功能的像素单元,该上限由流过光电二极管或三极管的最大电流决定。在输入光信号饱和时,溢出模糊就发生了。溢出模糊是由于像素单元的光电子饱和进而流出到邻近的像素单元上。溢出模糊反映到图像上就是一片特别亮的区域。这有些类似于照片上的曝光过度。溢出模糊可通过在像素单元内加入自动泄放管来克服,泄放管可以有效地将过剩电荷排出。但是,这只是限制了溢出,却不能使象素能真实还原出图像了。
CMOS图像传感器市场状况
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据市场调研公司Cahners In-stat Group预测,未来几年内,基于CMOS图像传感器的影像产品将达到50%以上,也就是说,到时CMOS图像传感器将取代CCD而成为市场的主流。可见,CMOS摄像机的市场前景非常广阔.今后几年,全球CMOS图像传感器销售量将迅速增加,并将在许多数字图像应用领域向传统的CCD发起冲击。这是因为CMOS图像传感器件具有两大优点:一是价格比CCD器件低15%~25%;二是其芯片的结构可方便地与其它硅基元器件集成,从而可有效地降低整个系统的成本。尽管过去CMOS图像传感器的图像质量比CCD差且分辨率低,然而经过迅速改进,已不断逼近CCD的技术水平,这种传感器件已广泛应用于对分辨率要求较低的数字相机、电子玩具、电视会议和保安系统的摄像结构中。日本Nintendo有限公司推出的采用CMOS图像传感器的低分辨率数字相机,上市头两个月,销售量就达100万台。三菱公司、摩托罗拉、惠普、东芝和Intel公司也紧接着上市该类产品。
CMOS图像传感器应用
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CMOS图像传感器件的应用1.数码相机人们使用胶卷照相机已经上百年了,20世纪80年代以来,人们利用高新技术,发展了不用胶卷的CCD数码相机。使传统的胶卷照相机产生了根本的变化。电可写可控的廉价FLASH ROM的出现,以及低功耗、低价位的CMOS摄像头的问世。为数码相机打开了新的局面,数码相机功能框图如右下图所示。从图中可以看出,数码相机的内部装置已经和传统照相机完全不同了,彩色CMOS摄像头在电子快门的控制下,摄取一幅照片存于DRAM中,然后再转至FLASH ROM中存放起来。根据FLASH ROM的容量和图像数据的压缩水平,可以决定能存照片的张数。如果将ROM换成PCMCIA卡,就可以通过换卡,扩大数码相机的容量,这就像更换胶卷一样,将数码相机的数字图像信息转存至PC机的硬盘中存贮,这就大大方便了照片的存贮、检索、处理、编辑和传送。2.CMOS数字摄像机美国Omni Vison公司推出的由OV7610型CMOS彩色数字图像芯片和OV511型高级摄像机以及USB接口芯片所组成的USB摄像机,其分辨率高达640 x 480,适用于通过通用串行总线传输的视频系统。OV511型高级摄像机的推出,可使得PC机能以更加实时的方法获取大量视频信息,其压缩芯片的压缩比可以达到7:1,从而保证了图像传感器到PC机的快速图像传输。对于CIF图像格式,OV511型可支持高达30帧/秒的传输速率、减少了低带宽应用中通常会出现的图像跳动现象。OV511型作为高性能的USB接口的控制器,它具有足够的灵活性,适合包括视频会议、视频电子邮件、计算机多媒体和保安监控等场合应用。3.其他领域应用CMOS图像传感器是一种多功能传感器,由于它兼具CCD图像传感器的性能,因此可进入CCD的应用领域,但它又有自己独特的优点,所以开拓了许多新的应用领域。除了上述介绍的主要应用之外,CMOS图像传感器还可应用于数字静态摄像机和医用小型摄像机等。例如,心脏外科医生可以在患者胸部安装一个小“硅眼”,以便在手术后监视手术效果,CCD就很难实现这种应用。4.应用于X光机市场在牙科用X光机市场上,用于从口腔内侧给1~2颗牙拍摄X光片的小型CMOS传感器在欧洲已达到实用水平,在美国也在推广。而在从口腔外侧拍摄全景X光片的X光机领域,今后仍将以CCD传感器为主。
[3]
总结以上从与CCD的对比开始,介绍CMOS图像传感器器件物理层次的原理、性能、优点、不足及应对措施;之后谈及了CMOS图像传感器的市场状况以及一些应用领域。从中可以看出,作为一种新生的半导体器件,CMOS以其自身的特点表现出了极大的优势和潜力,这种潜力将在不久的未来进一步得到发挥。
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2019-10-230
参考资料
1.

CMOS图像传感器
.电子产品世界[引用日期2013-03-12]
2.

CMOS图像传感器基本原理与应用简介
.大比特半导体器件网[引用日期2013-04-10]
3.

CMOS图像传感器将应用于X光机市场
.中国移动物联网[引用日期2013-05-08]

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图像传感器是利用光电器件的光电转换功能将感光面上的光像转换为与光像成相应比例关系的电信号。与光敏二极管,光敏三极管等“点”光源的光敏元件相比,图像传感器是将其受光面上的光像,分成许多小单元,将其转换成可用的电信号的一种功能器件。图像传感器分为光导摄像管和固态图像传感器。与光导摄像管相比,固态图像传感器具有体积小、重量轻、集成度高、分辨率高、功耗低、寿命长、价格低等特点。因此在各个行业得到了广泛应用。
[1]
中文名
图像传感器
外文名
image sensor
别 名
感光元件
分 类
CCD,CMOS
定 义
组成数字摄像头的重要组成部分
目录
1
CCD
?
应用
?
历史
?
特点
2
CMOS
?
特点
?
历史
?
市场
?
发展
3
技术参数
4
发展现状
图像传感器CCD
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CCD是应用在摄影摄像方面的高端技术元件,CMOS则应用于较低影像品质的产品中,它的优点是制造成本较CCD更低,功耗也低得多,这也是市场很多采用USB接口的产品无须外接电源且价格便宜的原因。尽管在技术上有较大的不同,但CCD和CMOS两者性能差距不是很大,只是CMOS摄像头对光源的要求要高一些,但该问题已经基本得到解决。CCD元件的尺寸多为1/3英寸或者1/4英寸,在相同的分辨率下,宜选择元件尺寸较大的为好。图像传感器又叫感光元件。
图像传感器应用
CMOS图像传感器
图像传感器
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,或称感光元件,是一种将光学图像转换成电子信号的设备,它被广泛地应用在数码相机和其他电子光学设备中。早期的图像传感器采用模拟信号,如摄像管(video camera tube)。随着数码技术、半导体制造技术以及网络的迅速发展,市场和业界都面临着跨越各平台的视讯、影音、通讯大整合时代的到来,勾划着未来人类的日常生活的美景。以其在日常生活中的应用,无疑要属数码相机产品,其发展速度可以用日新月异来形容。短短的几年,数码相机就由几十万像素,发展到400、500万像素甚至更高。不仅在发达的欧美国家,数码相机已经占有很大的市场,就是在发展中的中国,数码相机的市场也在以惊人的速度在增长,因此,其关键零部件——图像传感器产品就成为当前以及未来业界关注的对象,吸引着众多厂商投入。以产品类别区分,图像传感器产品主要分为CCD、CMOS以及CIS传感器三种。本文将主要简介CCD以及CMOS传感器的技术和产业发展现状。
图像传感器历史
感光器件是工业摄像机最为核心的部件,图像传感器有CMOS和CCD两种。CCD特有的工艺,具有低照度效果好、信噪比高、通透感强、色彩还原能力佳等优点,在交通、医疗等高端领域中广泛应用。由于其成像方面的优势,在很长时间内还会延续采用,但同时由于其成本高、功耗大也制约了其市场发展的空间。CCD与CMOS在不同的应用场景下各有优势,但随着CMOS工艺和技术的不断提升,以及高端CMOS价格的不断下降,相信在安防行业高清摄像机未来的发展中,CMOS将占据越来越重要的地位。
CCD(Charged Coupled Device)于1969年在贝尔试验室研制成功,之后由日商等公司开始量产,其发展历程已经将近30多。CCD又可分为线型(Linear)与面型(Area)两种,其中线型应用于影像扫瞄器及传真机上,而面型主要应用于数码相机(DSC)、摄录影机、监视摄影机等多项影像输入产品上。
图像传感器特点
一般认为,CCD传感器有以下优点:高解析度(High Resolution):像点的大小为μm级,可感测及识别精细物体,提高影像品质。从1寸、1/2寸、2/3寸、1/4寸到推出的1/9寸,像素数目从10多万增加到400~500万像素;低杂讯(Low Noise)高敏感度:CCD具有很低的读出杂讯和暗电流杂讯,因此提高了信噪比(SNR),同时又具高敏感度,很低光度的入射光也能侦测到,其讯号不会被掩盖,使CCD的应用较不受天候拘束;动态范围广(High Dynamic Range):同时侦测及分辨强光和弱光,提高系统环境的使用范围,不因亮度差异大而造成信号反差现象。良好的线性特性曲线(Linearity):入射光源强度和输出讯号大小成良好的正比关系,物体资讯不致损失,降低信号补偿处理成本;高光子转换效率(High Quantum Efficiency ):很微弱的入射光照射都能被记录下来,若配合影像增强管及投光器,即使在暗夜远处的景物仍然还可以侦测得到;大面积感光(Large Field of View):利用半导体技术已可制造大面积的CCD晶片,与传统底片尺寸相当的35mm的CCD已经开始应用在数码相机中,成为取代专业有利光学相机的关键元件;光谱响应广(Broad Spectral Response):能检测很宽波长范围的光,增加系统使用弹性,扩大系统应用领域;低影像失真(Low Image Distortion):使用CCD感测器,其影像处理不会有失真的情形,使原物体资讯忠实地反应出来;体积小、重量轻CCD具备体积小且重量轻的特性,因此,可容易地装置在人造卫星及各式导航系统上;低秏电力不受强电磁场影响;9. 电荷传输效率佳:该效率系数影响信噪比、解像率,若电荷传输效率不佳,影像将变较模糊;10. 可大批量生产,品质稳定,坚固,不易老化,使用方便及保养容易。根据In-Stat在2001时对全球图像传感器的研究报告中指出,CCD产业前七大厂商皆为日系厂商,占了全球98.5%的市场份额,在技术发展方面,较有特色的主要厂商应为索尼、飞利普和柯达公司。
图像传感器CMOS
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图像传感器特点
CMOS传感器采用一般半导体电路最常用的CMOS工艺,具有集成度高、功耗小、速度快、成本低等特点,最近几年在宽动态、低照度方面发展迅速。CMOS即互补性金属氧化物半导体,主要是利用硅和锗两种元素所做成的半导体,通过CMOS上带负电和带正电的晶体管来实现基本的功能。这两个互补效应所产生的电流即可被处理芯片记录和解读成影像。在模拟摄像机以及标清网络摄像机中,CCD的使用最为广泛,长期以来都在市场上占有主导地位。CCD的特点是灵敏度高,但响应速度较低,不适用于高清监控摄像机采用的高分辨率逐行扫描方式,因此进入高清监控时代以后,CMOS逐渐被人们所认识,高清监控摄像机普遍采用CMOS感光器件。CMOS针对CCD最主要的优势就是非常省电。不像由二级管组成的CCD,CMOS电路几乎没有静态电量消耗。这就使得CMOS的耗电量只有普通CCD的1/3左右,CMOS重要问题是在处理快速变换的影像时,由于电流变换过于频繁而过热,暗电流抑制的好就问题不大,如果抑制的不好就十分容易出现噪点。已经研发出720P与1080P专用的背照式CMOS器件,其灵敏度性能已经与CCD接近。与表面照射型CMOS传感器相比,背照式CMOS在灵敏度(S/N)上具有很大优势,显著提高低光照条件下的拍摄效果,因此在低照度环境下拍摄,能够大幅降低噪点。虽然以CMOS技术为基础的百万像素摄像机产品在低照度环境和信噪处理方面存在不足,但这并不会根本上影响它的应用前景。而且相关国际大企业正在加大力度解决这两个问题,相信在不久的将来,CMOS的效果会越来越接近CCD的效果,并且CMOS设备的价格会低于CCD设备。安防行业使用CMOS多于CCD已经成为不争的事实,尽管相同尺寸的CCD传感器分辨率优于CMOS传感器,但如果不考虑尺寸限制,CMOS在量率上的优势可以有效克服大尺寸感光原件制造的困难,这样CMOS在更高分辨率下将更有优势。另外,CMOS响应速度比CCD快,因此更适合高清监控的大数据量特点。
图像传感器历史
与CCD相比,CMOS具有体积小,耗电量不到CCD的1/10,售价也比CCD便宜1/3的优点。与CCD产品相比,CMOS是标准工艺制程,可利用现有的半导体设备,不需额外的投资设备,且品质可随著半导体技术的提升而进步。同时,全球晶圆厂的CMOS生产线较多,日后量产时也有利于成本的降低。另外,CMOS传感器的最大优势,是它具有高度系统整合的条件。理论上,所有图像传感器所需的功能,例如垂直位移、水平位移暂存器、时序控制、CDS、ADC…等,都可放在集成在一颗晶片上,甚至于所有的晶片包括后端晶片(Back-end Chip)、快闪记忆体(Flash RAM)等也可整合成单晶片(SYSTEM-ON-CHIP),以达到降低整机生产成本的目的。正因为此,投入研发、生产的厂商较多,美国有30多家,欧洲7家,日本约8家,韩国1家,台湾有8家。而居全球翘楚地位的厂商是Agilent(HP),其市场占有率51%、ST(VLSI Vision)占16%、Omni Vision占13%、现代占8%、Photobit约占5%,这五家合计市占率达93%。根据In-Stat统计资料显示,CMOS传感器的全球销售额到2004年可望突破18亿美元,CMOS将以62%的年复合成长率快速成长,逐步侵占CCD器件的应用领域。特别是在2013年快速发展的手机应用领域中,以CMOS图像传感器为主的摄相模块将占领其80%以上的应用市场。
图像传感器市场
CMOS图像传感器属于新兴产品市场,其市场占有率变化不如成熟产业那般恒常不变,例如在1999年时,CMOS市场中,按照出货比例排名依序为Agilent、OmniVision、STM和Hyundai,其市场占有率分别为24%、22%、14%和14%,其中STM是欧洲厂商,Hyundai是韩国厂商;但只经过一年后的市场竞争,Agilent和OmniVision出货排名顺序仍然分居一、二,且市场占有率分别提升到37.7%和30.8%,而STM落居第四,市场占有率大幅滑落至4.8%,至于Hyundai更是大幅衰退只剩2.1%的市场占有率,值得一提的是Photobi在2000年度的大幅成长,全球市场占有率快速成长至13.7%,排名全球第三。这三家厂商出货量就占全球出货量的82.2%。从中可以分析,这个产业的厂商集中度相当密集,所以观察上述三家厂商的动态和发展,可看出许产业和技术未来发展方向。Agilent主要的产品为第二代的CIF(352*288)HDCS-1020和第二代的VGA(640*480)HDCS-2020,主要应用在数码相机 、行动电话、PDA、PC Camera等新兴的资讯家电产品之中,此外Agilent在2000年另一成功策略是和Logitech与Microsoft这两家公司策略联盟,打入了光学鼠标产品领域,但是这是非常低阶的CMOS产品,而且不是为了捕捉影像 ,所以在做影像感测器的全球统计时并未将此数量一并加入,但是此举可看出Agilent以CMOS技术为基础进军光学元件的规划意图。OmniVision它主要的产品包括︰CIF(352 x 288)、VGA(640 x 480)、SVGA(800 x 600)和SXGA(1280 x 1024)。Omnivision开发的130万像素等级的CMOS图像传感器正在被业界大量应用在数码相机中。业界一般认为,百万像素为使用CMOS和CCD的分水岭,CMOS成功跨进这一市场,足以说明CMOS技术发展对市场的渗透度,未来可能将取代CCD成为中低档影像产品的不留应用。Omnivision在2001年5月开发的CIF(352 x 288)等级的CMOS传感器,其特色为低秏电,目标市场定位在移动电话上,其产品发展策略和各大研究调查机构不谋而合,在移动电话市场上,CMOS模组的摄相模块已经成为移动通讯应用的最大量产品。Photobit在2000年获得较大成功。2001年Photobit率先研发出PB-0330产品型号的CMOS图像传感器,此产品特色具备单一晶片逻辑转数位的变频器,它是第二代1/4寸的VGA(640 x 480),同时也推出PB-0111产品型号的CMOS影像感测器,是第二代1/5寸的CIF(352 x 288)。Photobit推出这两种产品主要针对数码相机和PC Camera的数位化产品,和OmniVision CIF(352 x 288)定位在行动电话市场上有所区隔,其推出CIF(352 x 288)和VGA(640 x 480)这两种不同解析程度的影像感测器,行销范围意图含盖低阶和中高阶市场。
图像传感器发展
2013年业界发展了CMOS图像传感器新技术--C3D。C3D技术的最大特点就是像素反应的均一性。C3D技术重新定义了成像器的性能(即把系统的整体性能包括在内)并提高了CMOS图像传感器在均一性和暗电流方面的标准性能。2014年初,美国Foveon公司公开展示了其最新发展的Foveon X3技术,立即引起业界的高度关注。Foveon X3是全球第一款可以在一个像素上捕捉全部色彩的图像传感器阵列。传统的光电耦合器件只能感应光线强度,不能感应色彩信息,需要通过滤色镜来感应色彩信息,我们称之为Bayer滤镜。而Foveon X3在一个像素上通过不同的深度来感应色彩,最表面一层感应蓝色、第二层可以感应绿色,第三层感应红色。它是根据硅对不同波长光线的吸收效应来达到一个像素感应全部色彩信息,已经有了使用这种技术的CMOS图像传感器,其应用产品是“Sigma SD9”数码相机。这项革新技术可以提供更加锐利的图像,更好的色彩,比起以前的图像传感器,X3是第一款通过内置硅光电传感器来检测色彩的。Foveon X3的技术对于传统半导体感光技术来说有很大的突破,也有颠覆传统技术的效果,相信Foveon X3会有很好的前景。在高分辨率像素产品方面,日前台湾锐视科技已领先业界批量推出了210万像素的CMOS图像传感器,而且已有美商与台湾的光学镜头厂合作,将在第三季推出此款CMOS传感器结合镜头的模组,CMOS应用已经开始在200万像素数码相机产品中应用。对比CCD提供很好的图像质量、抗噪能力和相机设计时的灵活性。尽管由于增加了外部电路使得系统的尺寸变大,复杂性提高,但在电路设计时可更加灵活,可以尽可能的提升CCD相机的某些特别关注的性能。CCD更适合于对相机性能要求非常高而对成本控制不太严格的应用领域,如天文,高清晰度的医疗X光影像、和其他需要长时间曝光,对图像噪声要求严格的科学应用。CMOS是能应用当代大规模半导体集成电路生产工艺来生产的图像传感器,具有成品率高、集成度高、功耗小、价格低等特点。CMOS技术是世界上许多图像传感器半导体研发企业试图用来替代CCD的技术。经过多年的努力,作为图像传感器,CMOS已经克服早期的许多缺点,发展到了在图像品质方面可以与CCD技术较量的水平。CMOS的水平使它们更适合应用于要求空间小、体积小、功耗低而对图像噪声和质量要求不是特别高的场合。如大部分有辅助光照明的工业检测应用、安防保安应用、和大多数消费型商业数码相机应用。
图像传感器技术参数
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了解CCD和CMOS芯片的成像原理和主要参数对于产品的选型时非常重要的。同样,相同的芯片经过不同的设计制造出的相机性能也可能有所差别。CCD和CMOS的主要参数有以下几个:1. 像元尺寸像元尺寸指芯片像元阵列上每个像元的实际物理尺寸,通常的尺寸包括14um,10um, 9um , 7um , 6.45um ,3.75um 等。像元尺寸从某种程度上反映了芯片的对光的响应能力,像元尺寸越小,能够接收到的光子数量越多,在同样的光照条件和曝光时间内产生的电荷数量越多。对于弱光成像而言,像元尺寸是芯片灵敏度的一种表征。2. 灵敏度灵敏度是芯片的重要参数之一,它具有两种物理意义。一种指光器件的光电转换能力,与响应率的意义相同。即芯片的灵敏度指在一定光谱范围内,单位曝光量的输出信号电压(电流),单位可以为纳安/勒克斯nA/Lux、伏/瓦(V/W)、伏/勒克斯(V/Lux)、伏/流明(V/lm)。另一种是指器件所能传感的对地辐射功率(或照度),与探测率的意义相同,。单位可用瓦(W)或勒克斯(Lux)表示。3. 坏点数由于受到制造工艺的限制,对于有几百万像素点的传感器而言,所有的像元都是好的情况几乎不太可能,坏点数是指芯片中坏点(不能有效成像的像元或相应不一致性大于参数允许范围的像元)的数量,坏点数是衡量芯片质量的重要参数。4. 光谱响应光谱响应是指芯片对于不同光波长光线的响应能力,通常用光谱响应曲线给出。从产品的技术发展趋势看,无论是CCD还是CMOS,其体积小型化及高像素化仍是业界积极研发的目标。因为像素尺寸小则图像产品的分辨率越高、清晰度越好、体积越小,其应用面更广泛。从上述二种图像传感器解析度来看,未来将有几年时间,以130万像素至200万像素为界,之上的应用领域中,将仍以CCD主流,之下的产品中,将开始以CMOS传感器为主流。业界分析2014年底至2015初,将有300万像素的CMOS上市,预测CMOS市场应用超越CCD的时机一般在2004年-2005年。
图像传感器发展现状
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图像传感器的视讯比是给定的,使用高清(HD)分辨率1080p,摄像机设计正朝使用更小的光学格式发展,导致需要更小的像素结构,以降低整体系统成本,同时不影响图像性能或光灵敏度。CCD图像传感器由于灵敏度高、噪声低,逐步成为图像传感器的主流。但由于工艺上的原因,敏感元件和信号处理电路不能集成在同一芯片上,造成由CCD图像 传感器组装的摄像机体积大、功耗大。CMOS图像传感器以其体积小、功耗低在图像传感器市场上独树一帜。但最初市场上的CMOS图像传感器,一直没有摆脱 光照灵敏度低和图像分辨率低的缺点,图像质量还无法与CCD图像传感器相比。如果把CMOS图像传感器的光照灵敏度再提高5倍~10 倍,把噪声进一步降低,CMOS图像传感器的图像质量就可以达到或略微超过CCD图像传感器的水平,同时能保持体积小、重量轻、功耗低、集成度高、价位低 等优点,如此,CMOS图像传感器就会取代CCD图像传感器,并且发展出更好的功效。由于CMOS图像传感器的应用,新一代图像系统的开发研制得到了 极大的发展,并且随着经济规模的形成,其生产成本也得到降低。CMOS图像传感器的画面质量也能与CCD图像传感器相媲美,这主要归功于图像传感器 芯片设计的改进,以及亚微米和深亚微米级设计增加了像素内部的新功能。实际上,更确切地说,CMOS图像传感器应当是一个图像系统。一 个典型的CMOS图像传感器通常包含:一个图像传感器核心(是将离散信号电平多路传输到一个单一的输出,这与CCD图像传感器很相似),所有的时序逻辑、 单一时钟及芯片内的可编程功能,比如增益调节、积分时间、窗口和模数转换器。事实上,当一位设计者购买了CMOS图像传感器后,他得到的是一个包括图像阵 列逻辑寄存器、存储器、定时脉冲发生器和转换器在内的全部系统。与传统的CCD 图像系统相比,把整个图像系统集成在一块芯片上不仅降低了功耗,而且具有重量较轻,占用空间减少以及总体价格更低的优点。
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参考资料
1.

祝诗平.传感器与检测技术:北京大学出版社,中国林业出版社,2006年:209
2.

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.OFweek传感器网[引用日期2016-07-21]
3.

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.传感器应用网[引用日期2016-05-24]
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