
圖像傳感器高品質(zhì)低功耗,CMOS誰與爭鋒?
發(fā)布時(shí)間:2016-08-16 責(zé)任編輯:susan
【導(dǎo)讀】CMOS圖像傳感器在各個(gè)市場領(lǐng)域,隨著應(yīng)用需求的變化其技術(shù)也在不斷改進(jìn)和演變,已經(jīng)超出了滿足細(xì)分市場具體要求的目標(biāo)。其優(yōu)勢主要體現(xiàn)在可制造性、低功耗、易于集成、低成本,以及最近出現(xiàn)的高品質(zhì)圖像質(zhì)量。
在每一個(gè)市場領(lǐng)域,這些CMOS技術(shù)進(jìn)步已達(dá)到或超過了該領(lǐng)域的市場要求,CMOS的優(yōu)勢已使OEM能夠改進(jìn)成型的相機(jī)產(chǎn)品。但是在數(shù)據(jù)的傳輸過程中CMOS傳感器是每個(gè)像素都有放大器,其放大效果保持均衡很困難,因而最后整合會產(chǎn)生噪聲。而且在靈敏度、分辨率、噪聲控制等方面都遜色于CCD。
針對CMOS傳感器性能的不足之處,業(yè)界正在通過不斷的技術(shù)革新加以改善,其中最主要的技術(shù)突破點(diǎn)在于,低照度條件下的成像性能提升和降低圖像中的噪聲信號。
以提升低照度性能而言,業(yè)界提出了微透鏡(MicroLens)陣列技術(shù),讓更多的光能導(dǎo)入到CMOS傳感器的每個(gè)像素(光電二極管)上,從而增加感應(yīng)的亮度,不過微透鏡技術(shù)已屬微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)的層次,而非原有的單純半導(dǎo)體電路層次,所以挑戰(zhàn)難度的增加自是不難想像。
對于降低圖像中的噪聲信號,一種做法是對原有半導(dǎo)體制程進(jìn)行改進(jìn),在CMOS電路的硅表面上摻入雜質(zhì),以此形成一個(gè)針扎層(PinningLayer),此結(jié)構(gòu)可將光吸收到硅晶片的內(nèi)部,進(jìn)而降低(光電二極管)表面的噪聲,此種作法也稱為針扎光電二極管(PinnedPhotodiode)。目前此種作法確實(shí)改善了噪聲問題,使圖像品質(zhì)提升,不過現(xiàn)階段此種制程也會增加晶片的制造成本。
隨著技術(shù)的發(fā)展,CMOS傳感器的性能正在得到快速提升。此外,盡管相同尺寸的CCD傳感器分辨率優(yōu)于CMOS傳感器,但如果不考慮尺寸限制,CMOS傳感器在成品率上的優(yōu)勢可以有效克服大尺寸感光原件制造的困難,這樣CMOS傳感器在更高分辨率下將更有優(yōu)勢。另外,CMOS傳感器響應(yīng)速度比CCD快,因此更適合高清監(jiān)控的大數(shù)據(jù)量特點(diǎn)。從市場方面來看,CCD的傳統(tǒng)生產(chǎn)廠商SONY已經(jīng)開始把重心移向了CMOS傳感器,不但研發(fā)出了ClearVidCMOS技術(shù),推出了Exmor系列的高清CMOS產(chǎn)品,在其生產(chǎn)的高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)中更是幾乎清一色地采用了CMOS傳感器,這也許可以看作是CMOS傳感器的一個(gè)階段性勝利。安防行業(yè)使用CMOS多于CCD已經(jīng)成為不爭的事實(shí),隨著CMOS圖像傳感器獲取更多的成像市場份額,CMOS技術(shù)一定會有更大的發(fā)展動力和更多創(chuàng)新,以順應(yīng)市場未來的發(fā)展趨勢和要求。

高清圖像傳感器作為攝像機(jī)等高清圖像抓取設(shè)備的核心部件,決定著圖像質(zhì)量。被攝物體的圖像經(jīng)過鏡頭聚焦至傳感器芯片上,圖傳傳感器根據(jù)光的強(qiáng)弱進(jìn)行處理,形成視頻信號輸出。CCD和CMOS是當(dāng)前被普遍采用兩種圖像傳感器,兩者都利用感光二極管(photodiode)進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換,將圖像轉(zhuǎn)換為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù),而其主要差異是數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)傳送的方式不同。以性能來區(qū)分,他們基本主要體現(xiàn)在靈敏度,噪點(diǎn)處理以及功耗等方面。在相同大小面積傳感器的對比中,CCD的分辨率一般也要比CMOS高出不少。因此,我們在市面常見的低照度標(biāo)清攝像機(jī)基本都以CCD技術(shù)作為自己的傳感設(shè)備。標(biāo)清時(shí)代,CCD無疑比CMOS更受青睞。
CCD制造工藝復(fù)雜,只掌握在少數(shù)廠家手中,導(dǎo)致其制造成本居高不下,CCD尺寸每增大一點(diǎn),成本就呈幾何數(shù)增長,因此如果監(jiān)控要走高清化,CCD顯然發(fā)展前景有限。而CMOS最大特點(diǎn)在于其成本低、功耗低。在獲得相同像素?cái)?shù)的情況下,價(jià)格更低,具有很高性價(jià)比可以不斷朝更高像素、更高分辨率發(fā)展,而高清監(jiān)控對成本是非常敏感的,也因此市面上大部分高清攝像機(jī)都采用CMOS。
要做到高清,還需要在寬動態(tài)、自動白平衡、圖像的銳利度、以及數(shù)字降噪、色彩調(diào)整、光線補(bǔ)償?shù)榷喾矫婕夹g(shù)協(xié)作。只有在這些綜合性能都能夠得到很好體現(xiàn),并且彼此能夠相互協(xié)調(diào)情況下,才可以說是高清的真正實(shí)現(xiàn)。CMOS與其他圖像處理技術(shù)的結(jié)合要遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過CCD,動態(tài)范圍更高,響應(yīng)速度也更快,更適合高清監(jiān)控的大數(shù)據(jù)量特點(diǎn)。此外,隨著技術(shù)的發(fā)展,CMOS的靈敏度也得到極大改善,在效果上,如今一些CMOS傳感器與CCD已經(jīng)不相上下。
特別推薦
- 從噪聲抑制到功耗優(yōu)化:CTSD如何重塑現(xiàn)代信號鏈架構(gòu)
- 【車內(nèi)消費(fèi)類接口測試】泰克助力DisplayPort及eDP在車載顯示領(lǐng)域的應(yīng)用
- 基于賽靈思、紫光芯片開發(fā)的FPGA高速通信開發(fā)板,適用于圖像處理、工業(yè)控制場景
- 從硅到碳的跨越:EA10000電源技術(shù)路線對比與選型指南
- 智能無線工業(yè)傳感器設(shè)計(jì)完全指南
- 借力 Mendix 低代碼,加速博世汽車電子數(shù)字化轉(zhuǎn)型
- 自主生態(tài)護(hù)城河:數(shù)字化轉(zhuǎn)型的可持續(xù)競爭力構(gòu)建
技術(shù)文章更多>>
- 硅光技術(shù)新突破:意法半導(dǎo)體PIC100開啟數(shù)據(jù)中心高能效時(shí)代
- 從智能座艙到駕控大腦:AMTS帶你暢游上海車展黑科技海洋
- 關(guān)稅風(fēng)暴下車企們的生存法則:漲價(jià)+清庫+轉(zhuǎn)產(chǎn)三軸突圍
- 華為、地平線、大眾等企業(yè)引領(lǐng)汽車技術(shù)變革,來AMTS 2025了解更多汽車行業(yè)發(fā)展前景
- 5mW待機(jī)功耗突圍戰(zhàn)!AC-DC電源待機(jī)功耗逼近物理極限
技術(shù)白皮書下載更多>>
- 車規(guī)與基于V2X的車輛協(xié)同主動避撞技術(shù)展望
- 數(shù)字隔離助力新能源汽車安全隔離的新挑戰(zhàn)
- 汽車模塊拋負(fù)載的解決方案
- 車用連接器的安全創(chuàng)新應(yīng)用
- Melexis Actuators Business Unit
- Position / Current Sensors - Triaxis Hall
熱門搜索
捕魚器
步進(jìn)電機(jī)
測力傳感器
測試測量
測試設(shè)備
拆解
場效應(yīng)管
超霸科技
超級本
超級電容
車道校正
車身控制
車載以太網(wǎng)
車載娛樂
充電
充電電池
充電器
充電樁
觸控屏
觸控顯示
觸摸開關(guān)
傳感技術(shù)
傳感器
傳感器模塊
船型開關(guān)
串聯(lián)電阻公式
創(chuàng)智成
磁傳感器
磁環(huán)電感
磁敏三極管