圖像傳感器的視訊比現在是給定的,使用高清(HD)分辨率1080p,攝像機設計正朝使用更小的光學(xué)格式發(fā)展,導致需要更小的像素結構,以降低整體系統成本,同時(shí)不影響圖像性能或光靈敏度。
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(chǎng)上獨樹(shù)一幟。但最初市場(chǎng)上的CMOS圖像傳感器,一直沒(méi)有擺脫 光照靈敏度低和圖像分辨率低的缺點(diǎn),圖像質(zhì)量還無(wú)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(jìn)一步降低,CMOS圖像傳感器的圖像質(zhì)量就可以達到或略微超過(guò)CCD圖像傳感器的水平,同時(shí)能保持體積小、重量輕、功耗低、集成度高、價(jià)位低 等優(yōu)點(diǎn),如此,CMOS圖像傳感器就會(huì )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,新一代圖像系統的開(kāi)發(fā)研制得到了 極大的發(fā)展,并且隨著(zhù)經(jīng)濟規模的形成,其生產(chǎn)成本也得到降低?,F在,CMOS圖像傳感器的畫(huà)面質(zhì)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(jìn),以及亞微米和深亞微米級設計增加了像素內部的新功能。實(shí)際上,更確切地說(shuō),CMOS圖像傳感器應當是一個(gè)圖像系統。一 個(gè)典型的CMOS圖像傳感器通常包含:一個(gè)圖像傳感器核心(是將離散信號電平多路傳輸到一個(gè)單一的輸出,這與CCD圖像傳感器很相似),所有的時(shí)序邏輯、 單一時(shí)鐘及芯片內的可編程功能,比如增益調節、積分時(shí)間、窗口和模數轉換器。事實(shí)上,當一位設計者購買(mǎi)了CMOS圖像傳感器后,他得到的是一個(gè)包括圖像陣 列邏輯寄存器、存儲器、定時(shí)脈沖發(fā)生器和轉換器在內的全部系統。與傳統的CCD 圖像系統相比,把整個(gè)圖像系統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(jià)格更低的優(yōu)點(diǎn)。
作為基于半導體方案的領(lǐng)先供應商,安森美半導體在圖像傳感器領(lǐng)域擁有超過(guò)40年的經(jīng)驗和世界上最多和最廣的相關(guān)傳感器專(zhuān)利超過(guò)2,000項,而我們的因特網(wǎng)協(xié)議(IP)安全攝像機在全球占第一位,而整體安防攝像機占第二,所以能為客戶(hù)提供全面的圖像傳感器產(chǎn)品陣容,以領(lǐng)先市場(chǎng)的器件提供高動(dòng)態(tài)范圍和高幀率帶來(lái)性?xún)r(jià)比優(yōu)越的方案,同時(shí)利用公司開(kāi)發(fā)的其它產(chǎn)品和技術(shù)以支持并增強圖像傳感器用于安防應用。
安森美半導體專(zhuān)有的雙轉換增益3.0微米(µm) DR-Pix™像素技術(shù)用于增強低光照性能,及將動(dòng)態(tài)范圍拓寬至最大105dB。DR-Pix™技術(shù)像素提供兩種模式:低轉換增益模式,優(yōu)化用于在明亮環(huán)境下提供更大的電荷處理能力;高轉換增益模式,在低光照環(huán)境下提供更高的靈敏度及更低的讀取噪聲。其它特性還包括全局復位釋放快門(mén)模式、先進(jìn)的板載統計引擎、高速可配置環(huán)境切換、自動(dòng)黑電平校準(BLC)、片上鎖相環(huán)(PLL)及溫度傳感器。
CMOS圖像傳感器
近年來(lái),隨著(zhù)CMOS工藝技術(shù)的不斷改進(jìn),CMOS傳感器的應用范圍也越來(lái)越廣泛,包括數碼相機、電腦攝像頭、視頻電話(huà)、手機、視頻會(huì )議、智能型安保系 統、汽車(chē)倒車(chē)視像雷達、玩具,以及工業(yè)、醫療等應有盡有。實(shí)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(zhì)量和生產(chǎn)工藝經(jīng)濟 性的全新自動(dòng)化解決方案中,它至今仍然是至關(guān)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(zhì)量也在不斷提高,安森美半導體利用其在這一領(lǐng)域的專(zhuān)利技術(shù)和豐富的經(jīng)驗,以創(chuàng )新的設計,采用標準CMOS工藝技術(shù)開(kāi)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(xué)制式器件,帶105 dB動(dòng)態(tài)范圍,結合業(yè)界領(lǐng)先的低光照功能及優(yōu)異的近紅外線(xiàn)(NIR)性能。
對于尋求升級現有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(dòng)態(tài)范圍(HDR)支持的1/2.7英寸210萬(wàn)像素CMOS傳感器,提供高品質(zhì)1080p(19201088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視頻數據。它包含集成的HDR視頻支持,帶優(yōu)化的運動(dòng)補償、高級局部色調映射(ALTM)及數字側向溢流(digital lateral overflow, DLO),以將運動(dòng)偽像減至最少,及優(yōu)化HDR色彩再現。這完整的HDR功能確保新的HDR1080p相機設計加快上市進(jìn)程。此外,AR0230CS提供交錯式T1/T2輸出,用于使用第三方網(wǎng)絡(luò )服務(wù)供應商(ISP) HDR支援的客戶(hù)。
安森美半導體最近獲全球視頻監控市場(chǎng)領(lǐng)袖??低?ldquo;最佳戰略合作伙伴”獎的表彰,這是該企業(yè)連續第3年獲這一殊榮。過(guò)去六年,安森美半導體向??低曁峁┝烁咂焚|(zhì)的圖像傳感器,用于安防攝像機,包括新的210萬(wàn)像素的圖像傳感器,它結合了業(yè)界領(lǐng)先的微光能力和出色的近紅外性能,并提供1080p的高動(dòng)態(tài)范圍的視頻數據。安森美半導體提供對多重終端市場(chǎng)的完整的一維和二維CMOS圖像傳感器產(chǎn)品,其中既有系列標準圖像傳感器,也有定制及專(zhuān)用產(chǎn)品。今后,安森美將繼續推動(dòng)高品質(zhì)的圖像傳感器用于全球安防監控領(lǐng)域。
結束語(yǔ)
圖像傳感器在安防領(lǐng)域的技術(shù)發(fā)展趨勢在很多方面來(lái)看,整體市場(chǎng)正邁向更低成本的方案,同時(shí)不能犧牲圖像性能。而高清(HD)分辨率的使用(當前是1080p,未來(lái)可能更高),視訊比現在是給定的,需要不斷降低整體系統成本推動(dòng)著(zhù)攝像機設計邁向使用更小的光學(xué)格式,這導致需要更小的像素結構,以成本有效的方式來(lái)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(kāi)發(fā)和使用較小的設計和制造節點(diǎn)。