圖像傳感器高品質(zhì)低功耗,CMOS誰(shuí)與爭(zhēng)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(chǎng)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(chǎng)具體要求的目標(biāo)。其優(yōu)勢(shì)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(chǎng)領(lǐng)域,這些CMOS技術(shù)進(jìn)步已達(dá)到或超過(guò)了該領(lǐng)域的市場(chǎng)要求,CMOS的優(yōu)勢(shì)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(guò)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(huì)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(duì)CMOS傳感器性能的不足之處,業(yè)界正在通過(guò)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(hào)。
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(guò)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(duì)于降低圖像中的噪聲信號(hào),一種做法是對(duì)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(wèn)題,使圖像品質(zhì)提升,不過(guò)現(xiàn)階段此種制程也會(huì)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(shì)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(shì)。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(chǎng)方面來(lái)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(zhēng)的事實(shí),隨著CMOS圖像傳感器獲取更多的成像市場(chǎng)份額,CMOS技術(shù)一定會(huì)有更大的發(fā)展動(dòng)力和更多創(chuàng)新,以順應(yīng)市場(chǎng)未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)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(guò)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(hào)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(lái)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(duì)比中,CCD的分辨率一般也要比CMOS高出不少。因此,我們?cè)谑忻娉R?jiàn)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(wú)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(zhǎng),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(duì)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(dòng)態(tài)、自動(dòng)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(shuō)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(guò)CCD,動(dòng)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
- 車用開關(guān)電源的開關(guān)頻率定多高才不影響EMC?
- 大聯(lián)大世平集團(tuán)的駕駛員監(jiān)控系統(tǒng)(DMS)方案榮獲第六屆“金輯獎(jiǎng)之最佳技術(shù)實(shí)踐應(yīng)用”獎(jiǎng)
- 貿(mào)澤推出針對(duì)基礎(chǔ)設(shè)施和智慧城市的工程技術(shù)資源中心
- 大普技術(shù)自主可控、高精度、小型化TCXO——對(duì)講機(jī)應(yīng)用
- Melexis創(chuàng)新推出集成喚醒功能的汽車制動(dòng)踏板位置傳感器芯片方案
- Vishay推出的新款高能浪涌限流PTC熱敏電阻,可提高有源充放電電路性能
- 美芯晟推出支持ALS和Flicker的小尺寸閃爍光傳感器芯片
技術(shù)文章更多>>
- 遠(yuǎn)山半導(dǎo)體發(fā)布新一代高壓氮化鎵功率器件
- Kvaser發(fā)布全新軟件CanKing 7:便捷CAN總線診斷與分析!
- 6秒速測(cè)!瑞典森爾(Senseair)高精度酒精檢測(cè)儀,守護(hù)公路貨運(yùn)安全,嚴(yán)防酒駕醉駕
- APSME 2025 亞洲國(guó)際功率半導(dǎo)體、材料及裝備技術(shù)展覽會(huì)
- 汽車電子展︱AUTO TECH 2025 廣州國(guó)際汽車電子技術(shù)展覽會(huì)
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(dòng)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
Cirrus Logic
CNR
CPU
CPU使用率高
Cree
DC/AC電源模塊
dc/dc
DC/DC電源模塊
DDR2
DDR3
DIY
DRAM
DSP
DSP
D-SUB連接器
DVI連接器
EEPROM
Element14
EMC
EMI
EMI濾波器
Energy Micro
EPB
ept
ESC
ESD
ESD保護(hù)
ESD保護(hù)器件
ESD器件
Eurotect