图像失真和像素隔离成CMOS图像传感器性能提升方向

2018-07-10 15:38:36 92

专家表示,目前图像传感器主要利用飞行时间(ToF)技术和其他3D成像和距离测量技术实现新的三维传感能力。ToF通过测量光检测发射光(通常是红外激光器或LED)反弹回传感器所需的时间来确定和感知面部、手势和其他事物的距离。CMOS技术已经发展到可以将ToF功能集成到小芯片模块中,并且能集成到单个芯片的程度。

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据索尼官方人士向记者透露,索尼最新的产品背照式CMOS影像传感器可有效减少因逐行读取像素信号而引起的图像失真(焦平面失真)问题。目前,市面上的CMOS影像传感器最大的问题便是失真问题,传统的纵列A/D转换方法中,逐行读取由像素经光电转换产生的模拟信号,这种方式容易产生读取时延,从而导致图像失真(焦平面失真)。为了解决这个市场上普遍存在的问题,索尼在传感器中加配了其最新研发的低电流紧凑型A/D转换器,其最大的作用便是将所有来自同时曝光的像素模拟信号并行转换为数字信号,并将其暂时存储在数字存储器中。这种结构能减少读取时延导致的焦平面失真,因而具备了全局快门功能。

相比于索尼在图像失真方面的进步,三星此次推出的ISOCELL系列主要的亮点在于优秀的像素隔离能力,传统的ISOCELL传感器是利用光电二极管上形成的金属板来减少像素之间的干扰,但由于金属会对入射光产生一定的反射或吸收,光损耗现象便会发生。此次新产品,三星采用了富士胶片股份有限公司(Fujifilm)开发的创新材料取代了金属板,从而最大程度地减少了光损耗和光反射。根据官方数据,ISOCELL Plus系列的传感器在色彩还原方面提升达15%。

“未来,图像传感器会由于画面像素的提升,受限于CIS的面积与感光二极体的大小。因此,在不增大CIS尺寸下厂商不太会往提高画素的方向发展。而会向改善CIS效率(例如进光亮、光的消耗率等)方向推进。除此之外,也会强化CIS本身以外的部分,来达到强化整体影像品质的结果。例如索尼就在图像传感器内加入DRAM,而一些厂商会向强化搭配的影像处理晶片等方向发展。”蔡卓卲说。