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cmos傳感器優(yōu)勢

發(fā)布時間:2023-10-31 11:00:05 來源:互聯(lián)網(wǎng) 分類:家電知識

文章摘要: 很多人挑選cmos傳感器,但是對于它的優(yōu)勢不是很了解,下面一起學(xué)習(xí)吧。1.CMOS傳感器獲得廣泛應(yīng)用的一個前提是其所擁有的較高靈敏度、較短曝光時間和日漸縮小的像素尺寸。像素靈敏度的一個衡量尺度是填充因子(感光面積與整個像素面積之比)與量子效率(由轟擊

很多人挑選cmos傳感器,但是對于它的優(yōu)勢不是很了解,下面一起學(xué)習(xí)吧。

1.CMOS傳感器獲得廣泛應(yīng)用的一個前提是其所擁有的較高靈敏度、較短曝光時間和日漸縮小的像素尺寸。像素靈敏度的一個衡量尺度是填充因子(感光面積與整個像素面積之比)與量子效率(由轟擊屏幕的光子所生成的電子的數(shù)量)的乘積。CCD傳感器因其技術(shù)的固有特性而擁有一個很大的填充因子。而在CMOS圖像傳感器中,為了實現(xiàn)堪與CCD轉(zhuǎn)換器相媲美的噪音指標(biāo)和靈敏度水平,人們給CMOS圖像傳感器裝配上了有源像素傳感器(APS),并且造成填充因子下降,原因是像素表層相當(dāng)大的一部分面積被放大器晶體管所占用,留給光電二極管的可用空間較小。所以,當(dāng)今CMOS傳感器的一個重要的開發(fā)目標(biāo)就是擴(kuò)大填充因子。

2.賽普拉斯(FillFactory)通過其獲得專利授權(quán)的一項技術(shù),可以大幅度地提高填充因子,這種技術(shù)可以把一顆標(biāo)準(zhǔn)CMOS硅芯片的一部分面積變?yōu)橐粔K感光區(qū)域。隨著像素尺寸的變小,提高填充因子所來越困難,目前最流行的技術(shù)是從傳統(tǒng)的前感光式(FSIFront?Side?Illuation)變?yōu)楸巢扛泄馐剑?/font>BSI,Back?Side?Illuation),放大器等晶體管以及互聯(lián)電路置于背部,前部全部留給光電二極管,這樣就實現(xiàn)了100%的填充因子(如右側(cè)示意圖所示)。

3.另外,對于一個典型的工業(yè)用圖象傳感器而言,由于許多場景的拍攝都是在照明條件很差的情況下進(jìn)行的,因此擁有較大的動態(tài)范圍將是十分有益的。CMOS圖像傳感器通過多斜率操作實現(xiàn)了這一目標(biāo):轉(zhuǎn)換曲線由傾度不同的直線部分所組成,它們共同形成了一個非線性特征曲線。因此,一幅場景的黑暗部分有可能占據(jù)集成模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換范圍的很大一部分:轉(zhuǎn)換特征曲線在這里最為陡峭,以實現(xiàn)高靈敏度和對比度。特征曲線上半部分的平整化將在圖像的明亮部分捕獲幾個數(shù)量級的過度曝光,并以一個更加細(xì)致的標(biāo)度來表現(xiàn)它們。采用多斜率的方式來運作LUPA-4000將使高達(dá)90dB的光動態(tài)范圍與一個10A/D轉(zhuǎn)換范圍相匹配。

4.具有VGA分辨率的IM-001系列CMOS圖像傳感器在此基礎(chǔ)上更進(jìn)一步;它們是專為汽車應(yīng)用而設(shè)計的。其像素由光電二極管組成,可提供高達(dá)120dB的自適應(yīng)動態(tài)范圍。面向汽車應(yīng)用的ACM?100相機(jī)模塊就采用了這些傳感器,這種相機(jī)模塊據(jù)稱是同類產(chǎn)品中率先面市的全集成化相機(jī)解決方案:該視覺解決方案被看作是面向駕駛者保護(hù)、防撞、夜視支持和輪胎跟蹤導(dǎo)向的未來汽車安全系統(tǒng)的關(guān)鍵元件。

5.此外,對于獨立于電網(wǎng)的便攜式應(yīng)用而言,以低功耗特性而著稱的CMOS技術(shù)還具有一個明顯的優(yōu)勢:CMOS圖像傳感器是針對5V3.3V電源電壓而設(shè)計的。而CCD芯片則需要大約12V的電源電壓,因此不得不采用一個電壓轉(zhuǎn)換器,從而造成功耗增加。在總功耗方面,把控制和系統(tǒng)功能集成到CMOS傳感器中將帶來另一個好處:它去除了與其他半導(dǎo)體元件的所有外部連接線。其高功耗的驅(qū)動器如今已遭棄用,這是因為在芯片內(nèi)部進(jìn)行通信所消耗的能量要比通過PCB或襯底的外部實現(xiàn)方式低得多。

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