圖像傳感器可說是電子產(chǎn)品的眼睛,,可為各種應用提供機器視覺,,雖說這已不是新鮮的產(chǎn)品,,但其相關(guān)技術(shù)仍在持續(xù)演進當中,讓圖像傳感器的分辨率越高,、圖像質(zhì)量更好,、功耗更低,就讓我們來看看當前最新的發(fā)展趨勢吧,!
全局快門避免果凍效應產(chǎn)生
圖像傳感器已經(jīng)發(fā)展多年,,最早期以CCD技術(shù)為主,應用在各式各樣的攝像機,,但隨著便攜設備越來越重視產(chǎn)品的使用時間,,以及產(chǎn)品數(shù)字化風潮的帶動,因此更為省電,、易于集成的CMOS技術(shù)逐漸成為主流,,廣泛使用于各式各樣的數(shù)碼相機、攝像機與手機等電子產(chǎn)品,。
上述兩種影像傳感技術(shù),,在影像質(zhì)量上并沒有太大的優(yōu)劣之分。不過,,在同等條件下,CMOS感光組件所用的組件數(shù)相對更少,,從而功耗較低,,數(shù)據(jù)吞吐速度也比CCD更高。由于數(shù)碼相機CMOS感光組件可以直接制作在主板電路上,,因此它的信號傳輸距離較CCD短,,電容、電感和寄生延遲降低,。此外,,CMOS的制造成本也比CCD傳感器低,,因此目前市場上幾乎已經(jīng)呈現(xiàn)CMOS技術(shù)獨霸的現(xiàn)象。
以往的CMOS傳感器則會因為采用滾動式快門(rolling shutter),,對高速移動的對象拍攝時,,會產(chǎn)生不好的果凍效應(Jello Effect)。這是因為CMOS感光組件在記錄光電信號時需要逐行掃描,,形式是由左至右,、從上至下逐點來記錄影像,感覺有點像放下窗簾,。因此在讀取第一行信號跟最后一行信號之間,,必存有時間差,當拍攝快速移動的場景時,,會因為時間差的問題,,令影像傾斜變形,這就是導致著名的果凍效應了,。
果凍效應要如何解決呢,?便是不要逐點逐線去記錄數(shù)據(jù),但這會影響到CMOS在高速,、高效,、低功耗上的表現(xiàn),不過隨著近年處理器和內(nèi)存的技術(shù)提升,,兩者兼?zhèn)洳辉偈亲霾坏降氖虑?,因此便有了全局快門(Global Shutter)的誕生。
以下便以安森美半導體所推出的應用于Oculus Rift VR設備中的AR0134圖像傳感器為例,,這是一款工業(yè)級1/3”百萬像素全局快門傳感器,,可用于條碼掃描、3D掃描,、位置跟蹤,、虛擬現(xiàn)實(VR)、增強現(xiàn)實(AR),、生物識別及機器視覺等應用,,其采用3.75?m像素設計,分辨率可達1.2Mp (1280x960),,可提供絕佳的微光性能,,線性捕獲技術(shù),支持720p 60 fps的高清視頻輸出,,可支持視頻/單幅模式,,靈活的跳行模式,具有片上自動曝光,、自動黑電平校準和統(tǒng)計引擎,,支持并行和串行輸出,,這是第3代全局快門技術(shù),可提供最高能效的全局快門像素,,靈敏度可達6.1V/lux-sec,,全分辨率時可達45 fps,支援720p 60 fps視頻應用,,并可搭配外部LED或閃光燈,,此外,情境切換(Context Switching)功能則可支持不同成像需求的應用,,利用單一來源來進行有效運行,。
安森美半導體專注于卓越地提升像素性能,為傳感器卓越的圖像質(zhì)量和性能奠定了基礎(chǔ),。AR0134傳感器集成了安森美半導體的高性能全局快門技術(shù),,將高速圖像捕獲集成到1/3”光學格式的高清(HD)設備中。具有卓越的低光性能的3.75微米全局快門像素可以捕捉動作,,而不會產(chǎn)生一般滾動快門像素通常會產(chǎn)生的果凍效應,。
在虛擬現(xiàn)實與增強現(xiàn)實應用的推波助瀾之下,圖像傳感器市場的發(fā)展更形快速,,隨著技術(shù)的進步,,讓圖像傳感器無論在拍攝質(zhì)量、功耗,、效能上都有所增進,,這將讓機器之眼變得更為銳利,應用更為廣泛,,市場也將更為快速發(fā)展,。