[导读]目前数码技术、半导体制造技术以及网络的高速发展,数码产品的市场以惊人的速度在增长,组成视讯、影音产品的关键零部件——图像传感器(Sensor)就成为当前以及未来业界重点关注的对象。图像传感器主要有CCD和CMOS两种
目前数码技术、半导体制造技术以及网络的高速发展,数码产品的市场以惊人的速度在增长,组成视讯、影音产品的关键零部件——图像传感器(Sensor)就成为当前以及未来业界重点关注的对象。图像传感器主要有CCD和CMOS两种芯片,而在我们目前的高清安防视频监控领域,CMOS芯片产品已经被大量应用至各式各样的产品。
图像传感器的发展及应用
眼睛是人的视觉图像来源,而图像传感器就是视频采集设备的图像接受装置。图像传感器按形态分类一般有两类:线型图像传感器、面型图像传感器。线型图像传感器多用在扫描仪、复印机、传真机等设备中。而面型图像传感器则广泛的应用在我们熟知的安防监控摄像机、手机摄像头、汽车倒车影像摄像机、平板电脑等产品中。
刚刚我们说到,图像传感器有CCD与CMOS芯片两种。早期,我们通常认为图像画质优秀的设备都采用CCD传感器,而低成本产品则使用CMOS传感器。但是新的CMOS芯片技术已经克服了早期CMOS传感器的技术弱点,传感器的设计上相比老产品提升了低照性能、曝光模式等。拿目前流行的背照式CMOS传感器来说,在传统的CMOS图像传感器中,感光二极管位于电路晶体管后方,光线会通过微透镜和光电二极管之间的电路和晶体管,那么进光量就会因遮挡而受到影响。
背照式CMOS传感器在图像传感器原件内部的结构上做了优化,它将感光层的原件调转方向,让光线从图像传感器比传统CMOS传感器在感光灵敏度上有质的飞跃,在低照度环境下,采用背照式CMOS传感器的高清摄像机在聚焦能力、图像画质表现、图像噪点控制等方面有了极大的性能提升。
背照式CMOS图像传感器除了优秀的低照等性能外,还具有更好的高感光控噪性能。也就是说在ISO提高之后,再配合现金的3DDNR技术,噪点会比CCD少得多。这在低照环境下的图像采集有很大优势,高帧率性能更好。背照式CMOS传感器往往都是高速芯片,众多芯片均支持全高清画质每秒60帧或更高帧率的图像输出,而在这方面CCD传感器比较吃力。现在主流的采用背照式CMOS传感器的高清摄像机大多支持1080P@30fps全高清视频或720P@60fps。
而我们常见的CCD传感器摄像机只能够720p@25fps,支持1080P格式的CCD传感器造价高昂。背照式CMOS传感器像素可以再高些。虽说无论是背照CMOS或是CCD,都可以提高有效像素。但是背照式CMOS的构造决定了传感器面积不变的情况下,可以将有效像素进一步提高,画质也能够保持得比较好。相比之下CCD盲目提高像素的话,画质就会很差,而且随着像素提高,芯片尺寸也在变大造成成本几何倍数上升。
CCD传感器制造工艺较复杂,采用CCD传感器的摄像机价格都会相对比较高。事实上经过技术改造,目前CCD和CMOS的实际效果的差距已经减小了不少。而且CMOS芯片的制造成本和功耗都要远低于CCD,所以很多高清摄像机厂家采用CMOS图像传感器。成像方面:在相同像素下CCD的成像通透性、明锐度都很好,色彩还原、曝光可以保证基本准确。而CMOS的产品目前画面通透性一般,对实物的色彩还原能力偏弱,曝光模式由于大多使用RollingShutter模式造成高速运动物体传感器在捕捉时存在畸变的问题,CMOS的成像质量和CCD传感器在画质要求较为严格的场景中还是有一定距离的。但由于低廉的价格以及高度的整合性,因此在日益迅速发展的高清摄像机市场中还是得到了广泛的应用。
图像传感器的最新研发成果
2012年CMOS图像传感器受到市场青睐重要原因在于过去大大低于CCD的灵敏度问题由于使用了新的传感器技术,如背照式CMOS,逐步得到解决。和CCD传感器相比,CMOS传感器具有更好的量产性,而且容易实现包含其他逻辑电路在内的SoC(SystemonChip)产品,而这在CCD芯片中却很难实现。尤其是CMOS传感器不像CCD芯片那样需要特殊的制造工艺,因此可直接使用面向DRAM等大批量产品的生产设备。这样一来,CMOS图像传感器就有可能形成完全不同于CCD图像传感器的成本结构,同时也为CMOS传感器高度集成化开辟了新的发展方向。早期市场上就曾经推出过CMOS传感器自带ISP处理器,内含2A(AE、AWB)控制算法。而发展至今,这样的产品极受市场的欢迎和青睐。
众多不具备ISP图像处理器/ISP算法研发能力的小企业可以使用自带2A处理的CMOS传感器来制造高清摄像机。传统的高清摄像机架构中,从前端到后端一般分为几个组成部分:图像传感器SENSOR、ISP图像传感器,压缩/信号转换处理;而如果使用集成ISP的CMOS传感器,中间部分使用FPGA芯片实现的ISP单元就可以省去,这样既有效的降低设备整体BOM成本,又绕过了ISP算法的研发门槛。目前市场上价格较为低廉的720P高清网络摄像机大多都使用此类方案。
集成Real帧级宽动态的超宽动态高清背照式CMOS传感器,与之前的集成2A功能的CMOSSENSOR不同,这款产品使用了传感器厂家拿手的帧级宽动态技术。我们知道,对于高清摄像机的图像处理,尤其是ISP部分依靠的不仅仅是研发实力,也依靠对于图像处理调试的丰富经验积累。那么一款自带帧级宽动态功能的背照式CMOS传感器产品,不仅将传感器的动态范围提升至120dB以上,也为摄像机生产厂家节省了研发投入。
除了上述这种集成ISP图像处理的图像传感器,未来市场推出集成压缩处理的图像传感器也是方向之一。将摄像机的核心部件高度集成化是未来的发展趋势,这些都得益于CMOS传感器具有更好的量产性,而且容易实现包含其他逻辑电路的架构特性。
本站声明: 本文章由作者或相关机构授权发布,目的在于传递更多信息,并不代表本站赞同其观点,本站亦不保证或承诺内容真实性等。需要转载请联系该专栏作者,如若文章内容侵犯您的权益,请及时联系本站删除。
5月11日消息,Arrow Lake、Lunar Lake还没有发布,Intel再下一代处理器Panther Lake的消息就传出来了,CPU方面没啥惊喜,GPU又一次要飞跃。
关键字:
GPU
CPU
芯片
5月9日消息,DRAM内存芯片和内存条、NAND闪存和SSD硬盘正在新一轮的上涨周期中加速狂奔,集邦咨询在最新报告中大幅上调了二季度的价格涨幅预期,尤其是内存。
关键字:
SSD
存储芯片
芯片
英伟达
5月9日消息,由Google DeepMind与Isomorphic Labs联合研发的新一代人工智能模型AlphaFold 3,登上了权威科学期刊Nature。
关键字:
谷歌
AI
芯片
半导体
5月8日消息,三星宣布,3nm芯片顺利流片,为芯片的大规模量产做好了准备。
关键字:
3nm
三星
芯片
为抢攻AI PC商机,苹果(Apple)预计7日亮相的新iPad Pro率先搭载自研M4芯片,并挟M4芯片强势登场之势为Mac全系列改头换面,首批M4 Mac估今年底至明年初陆续上线;据悉苹果M4采台积电N3E制程,随苹...
关键字:
台积电
3nm
苹果
M4
芯片
4月30日消息,西安紫光国芯UniIC宣布正式推出全新SSD产品,共有四大系列,包括面向行业应用的高端产品“CTD700”、
关键字:
紫光展锐
芯片
2024年4月11日,中国——意法半导体的ST25R100近距离通信(NFC)读取器芯片独步业界,集先进的技术功能、稳定可靠的通信连接和低廉的成本价格于一身,在大规模制造的消费电子和工控设备内,可以提高非接触式互动功能的...
关键字:
嵌入式
数据读取器
芯片
其最新一代开创性系统集成芯片及配套软件将为4600万辆汽车提供更多安全和便利功能 上海2024年4月17日 /美通社/ -- Mobileye今日宣布,其已向客户交付其最新的EyeQ™6 Lite (EyeQ...
关键字:
芯片
MOBILEYE
ADAS
自动驾驶
随着2024年的到来,北斗系统建设已走过栉风沐雨、接续奋斗的30年,几代北斗人也走过了北斗系统建设从无到有,从有源定位到无源定位,从服务中国到服务亚太,再到全球组网的“三步走”发展历程。
关键字:
华大北斗
芯片
微控制单元(Microcontroller Unit;MCU) ,又称单片微型计算机(Single Chip Microcomputer )或者单片机,是一种针对特定应用的控制处理而设计的微处理器芯片,其工作频率(在1M...
关键字:
MCU
芯片
半导体
今日凌晨,中国台湾东部的花莲县连续发生地震,最高强度为6.3级,震源深度10公里,据中国地震台网分析,本次地震均为4月3日台湾花莲县海域发生的7.3级地震的余震。中国台湾地区在全球半导体供应链中扮演者重要角色,其10nm...
关键字:
固态硬盘
芯片
存储
在科技飞速发展的今天,电子设备已经成为了我们日常生活中不可或缺的一部分。而在这些电子设备的内部,一个不可或缺的组成部分便是开关电源芯片。作为电源管理集成电路的核心,开关电源芯片在电子设备中发挥着至关重要的作用。本文将深入...
关键字:
开关电源
芯片
开关电源芯片作为电子设备中的重要组成部分,是实现电源转换和管理的核心器件。随着科技的不断进步,开关电源芯片的种类也在不断增加,各具特色,满足了不同设备和应用场景的需求。本文将深入探讨开关电源芯片的种类及其科技应用,带领读...
关键字:
开关电源
芯片
4月17日消息,Intel官方宣布,工程师内部研发了一种新的AI增强工具,可以让系统级芯片设计师原本需要耗费6个星期才能完成的热敏传感器设计,缩短到区区几分钟。
关键字:
Intel
芯片
1.8nm
业内消息,昨天美国芯片设计公司 AMD 推出了锐龙PRO 8040/8000系列AI处理器芯片,为支持人工智能的PC提供动力,试图在与英伟达和英特尔等竞争对手的AI PC 竞争中获得领先地位。
关键字:
AMD
锐龙
AI处理器
芯片
今天,小编将在这篇文章中为大家带来电容笔的有关报道,通过阅读这篇文章,大家可以对电容笔具备清晰的认识,主要内容如下。
关键字:
电容笔
导体
芯片
Intel日前举办了Vision 2024年度产业创新大会,亮点不少,号称大幅超越NVIDIA H100的新一代AI加速器Gaudi 3、品牌全新升级的至强6、AI算力猛增的下一代超低功耗处理器Lunar Lake,都吸...
关键字:
Intel
芯片
1.8nm
4月12日消息,Intel日前发布了LGA1851独立封装接口的酷睿Ultra处理器,代号Meteor Lake-PS,但不是给消费市场用的,而是面向嵌入式和边缘计算。
关键字:
Intel
芯片
业内消息,上周有外媒称中国要求国内大型电信营运商在2027年前逐步淘汰外国芯片,引起半导体行业震动,作为中国市场的头部芯片供应商,英特尔和AMD当天美股盘中股价双双跌逾4%。
关键字:
电信运营商
芯片