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全面分析CMOS圖像傳感器產(chǎn)業(yè)

2016-08-08

  圖像傳感器的視訊比現(xiàn)在是給定的,使用高清(HD)分辨率1080p,攝像機設計正朝使用更小的光學格式發(fā)展,導致需要更小的像素結構,以降低整體系統(tǒng)成本,同時不影響圖像性能或光靈敏度。

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  CCD圖像傳感器由于靈敏度高、噪聲低,逐步成為圖像傳感器的主流。但由于工藝上的原因,敏感元件和信號處理電路不能集成在同一芯片上,造成由CCD圖像 傳感器組裝的攝像機體積大、功耗大。CMOS圖像傳感器以其體積小、功耗低在圖像傳感器市場上獨樹一幟。但最初市場上的CMOS圖像傳感器,一直沒有擺脫 光照靈敏度低和圖像分辨率低的缺點,圖像質量還無法與CCD圖像傳感器相比。

  如果把CMOS圖像傳感器的光照靈敏度再提高5倍~10 倍,把噪聲進一步降低,CMOS圖像傳感器的圖像質量就可以達到或略微超過CCD圖像傳感器的水平,同時能保持體積小、重量輕、功耗低、集成度高、價位低 等優(yōu)點,如此,CMOS圖像傳感器就會取代CCD圖像傳感器,并且發(fā)展出更好的功效。

  由于CMOS圖像傳感器的應用,新一代圖像系統(tǒng)的開發(fā)研制得到了 極大的發(fā)展,并且隨著經(jīng)濟規(guī)模的形成,其生產(chǎn)成本也得到降低。現(xiàn)在,CMOS圖像傳感器的畫面質量也能與CCD圖像傳感器相媲美,這主要歸功于圖像傳感器 芯片設計的改進,以及亞微米和深亞微米級設計增加了像素內(nèi)部的新功能。實際上,更確切地說,CMOS圖像傳感器應當是一個圖像系統(tǒng)。一 個典型的CMOS圖像傳感器通常包含:一個圖像傳感器核心(是將離散信號電平多路傳輸?shù)揭粋€單一的輸出,這與CCD圖像傳感器很相似),所有的時序邏輯、 單一時鐘及芯片內(nèi)的可編程功能,比如增益調節(jié)、積分時間、窗口和模數(shù)轉換器。事實上,當一位設計者購買了CMOS圖像傳感器后,他得到的是一個包括圖像陣 列邏輯寄存器、存儲器、定時脈沖發(fā)生器和轉換器在內(nèi)的全部系統(tǒng)。與傳統(tǒng)的CCD 圖像系統(tǒng)相比,把整個圖像系統(tǒng)集成在一塊芯片上不僅降低了功耗,而且具有重量較輕,占用空間減少以及總體價格更低的優(yōu)點。

  CMOS圖像傳感器

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  近年來,隨著CMOS工藝技術的不斷改進,CMOS傳感器的應用范圍也越來越廣泛,包括數(shù)碼相機、電腦攝像頭、視頻電話、手機、視頻會議、智能型安保系 統(tǒng)、汽車倒車視像雷達、玩具,以及工業(yè)、醫(yī)療等應有盡有。實際上,CMOS圖像傳感器最初應用于工業(yè)圖像處理;在那些旨在提高生產(chǎn)率、質量和生產(chǎn)工藝經(jīng)濟 性的全新自動化解決方案中,它至今仍然是至關重要的圖像解決方案。

  應用要求的不斷提升,CMOS傳感器的成像質量也在不斷提高,安森美半導體利用其在這一領域的專利技術和豐富的經(jīng)驗,以創(chuàng)新的設計,采用標準CMOS工藝技術開發(fā)出了高性能CMOS有源像素傳感器等多種產(chǎn)品。

  安森美半導體最新的一款圖像傳感器AR0230CS是1/2.7英寸光學制式器件,帶105 dB動態(tài)范圍,結合業(yè)界領先的低光照功能及優(yōu)異的近紅外線(NIR)性能。

  對于尋求升級現(xiàn)有720p因特網(wǎng)協(xié)議(IP)攝像機設計的安防攝像機制造商而言,AR0230CS以集成高動態(tài)范圍(HDR)支持的1/2.7英寸210萬像素CMOS傳感器,提供高品質1080p(1920x1088分辨率)視頻。這圖像傳感器能夠以每秒60幀 (fps)的速率捕獲高清(HD)1080p視頻數(shù)據(jù)。它包含集成的HDR視頻支持,帶優(yōu)化的運動補償、高級局部色調映射(ALTM)及數(shù)字側向溢流(digital lateral overflow, DLO),以將運動偽像減至最少,及優(yōu)化HDR色彩再現(xiàn)。這完整的HDR功能確保新的HDR1080p相機設計加快上市進程。此外,AR0230CS提供交錯式T1/T2輸出,用于使用第三方網(wǎng)絡服務供應商(ISP) HDR支援的客戶。

  結束語

  圖像傳感器在安防領域的技術發(fā)展趨勢在很多方面來看,整體市場正邁向更低成本的方案,同時不能犧牲圖像性能。而高清(HD)分辨率的使用(當前是1080p,未來可能更高),視訊比現(xiàn)在是給定的,需要不斷降低整體系統(tǒng)成本推動著攝像機設計邁向使用更小的光學格式,這導致需要更小的像素結構,以成本有效的方式來達到這些分辨率,而不影響圖像性能或光靈敏度。這一整體趨勢也適用于圖像壓縮協(xié)處理器的發(fā)展,因而也需要開發(fā)和使用較小的設計和制造節(jié)點。


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