選型必備:通透知曉圖像傳感器參數
發布時間:2014-10-23 責任編輯:sherryyu
【導讀】圖像傳感器大家都不陌生,這裏小編舊夢重溫,為大家詳細講解圖像傳感器的重要參數,像素、單像素尺寸、芯片尺寸、功耗。同時為大家選型做參考。
圖像傳感器的功能是光電轉換。關鍵的參數有像素、單像素尺寸、芯片尺寸、功耗。技術工藝上有前照式(FSI)、背照式(BSI)、堆棧式(Stack)等。以下簡單介紹。
一、圖像傳感器架構
圖像傳感器從外觀看分感光區域(Pixel Array),綁線Pad,內層電路和基板。感光區域是單像素陣列,由多個單像素點組成。每個像素獲取的光信號彙集在一起時組成完整的畫麵。
CMOS芯片由微透鏡層、濾色片層、線路層、感光元件層、基板層組成。
由(you)於(yu)光(guang)線(xian)進(jin)入(ru)各(ge)個(ge)單(dan)像(xiang)素(su)的(de)角(jiao)度(du)不(bu)一(yi)樣(yang),因(yin)此(ci)在(zai)每(mei)個(ge)單(dan)像(xiang)素(su)上(shang)表(biao)麵(mian)增(zeng)加(jia)了(le)一(yi)個(ge)微(wei)透(tou)鏡(jing)修(xiu)正(zheng)光(guang)線(xian)角(jiao)度(du),使(shi)光(guang)線(xian)垂(chui)直(zhi)進(jin)入(ru)感(gan)光(guang)元(yuan)件(jian)表(biao)麵(mian)。這(zhe)就(jiu)是(shi)芯(xin)片(pian)CRA的概念,需要與鏡頭的CRA保持在一點的偏差範圍內。
電路架構上,我們加入圖像傳感器是一個把光信號轉為電信號的暗盒,那麼暗盒外部通常包含有電源、數據、時鍾、通訊、控製和同步等幾部分電路。可以簡單理解為感光區域(Pixel Array)將光信號轉換為電信號後,由暗盒中的邏輯電路將電信號進行處理和一定的編碼後通過數據接口將電信號輸出。
二、圖像傳感器關鍵參數
1.像素:指感光區域內單像素點的數量,比如5Maga pixel,8M,13M,16M,20M,像素越多,拍攝畫麵幅麵就越大,可拍攝的畫麵的細節就越多。
2.芯片尺寸:指感光區域對角線距離,通常以英製單位表示,比如1/4inch,1/3inch,1/2.3inch等。芯片尺寸越大,材料成本越高。
3.單像素尺寸:指單個感光元件的長寬尺寸,也稱單像素的開口尺寸,比如1.12微米,1.34微米,1.5weimideng。kaikouchicunyueda,danweishijianneijinrudeguangnengliangjiuyueda,xinpianzhengtixingnengjiuxiangduijiaogao,zuizhongpaishehuamiandezhengtihuazhixiangduijiaoyouxiu。danxiangsuchicunshituxiangchuanganqiyigexiangdangguanjiandecanshu。
其他更深入的參數比如SNR,Sensitivity,和OB Stable等在這裏不做介紹,朋友們可以研究探討。
三、前照式(FSI)與背照式(BSI)
傳統的CMOS圖像傳感器是前照式結構的,自上而下分別是透鏡層、濾色片層、線路層、感光元件層。采取這個結構時,光線到達感光元件層時必須經過線路層的開口,這裏易造成光線損失。
而(er)背(bei)照(zhao)式(shi)把(ba)感(gan)光(guang)元(yuan)件(jian)層(ceng)換(huan)到(dao)線(xian)路(lu)層(ceng)的(de)上(shang)麵(mian),感(gan)光(guang)層(ceng)隻(zhi)保(bao)留(liu)了(le)感(gan)光(guang)元(yuan)件(jian)的(de)部(bu)分(fen)邏(luo)輯(ji)電(dian)路(lu),這(zhe)樣(yang)使(shi)光(guang)線(xian)更(geng)加(jia)直(zhi)接(jie)的(de)進(jin)入(ru)感(gan)光(guang)元(yuan)件(jian)層(ceng),減(jian)少(shao)了(le)光(guang)線(xian)損(sun)失(shi),比(bi)如(ru)光(guang)線(xian)反(fan)射(she)等(deng)。因(yin)此(ci)在(zai)同(tong)一(yi)單(dan)位(wei)時(shi)間(jian)內(nei),單(dan)像(xiang)素(su)能(neng)獲(huo)取(qu)的(de)光(guang)能(neng)量(liang)更(geng)大(da),對(dui)畫(hua)質(zhi)有(you)明(ming)顯(xian)的(de)提(ti)升(sheng)。不(bu)過(guo)該(gai)結(jie)構(gou)的(de)芯(xin)片(pian)生(sheng)產(chan)工(gong)藝(yi)難(nan)度(du)加(jia)大(da),良(liang)率(lv)下(xia)降(jiang),成(cheng)本(ben)相(xiang)對(dui)高(gao)一(yi)點(dian)。
四、堆棧式(Stack)
堆dui棧zhan式shi是shi在zai背bei照zhao式shi上shang的de一yi種zhong改gai良liang,是shi將jiang所suo有you的de線xian路lu層ceng挪nuo到dao感gan光guang元yuan件jian的de底di層ceng,使shi開kai口kou麵mian積ji得de以yi最zui大da化hua,同tong時shi縮suo小xiao了le芯xin片pian的de整zheng體ti麵mian積ji。對dui產chan品pin小xiao型xing化hua有you幫bang助zhu。另ling外wai,感gan光guang元yuan件jian周zhou邊bian的de邏luo輯ji電dian路lu移yi到dao底di部bu之zhi後hou,理li論lun上shang看kan邏luo輯ji電dian路lu對dui感gan光guang元yuan件jian產chan生sheng的de效xiao果guo影ying響xiang就jiu更geng小xiao,電dian路lu噪zao聲sheng抑yi製zhi得de以yi優you化hua,整zheng體ti效xiao果guo應ying該gai更geng優you。業ye內nei的de朋peng友you應ying該gai了le解jie相xiang同tong像xiang素su的de堆dui棧zhan式shi芯xin片pian的de物wu理li尺chi寸cun是shi比bi背bei照zhao式shi芯xin片pian的de要yao小xiao的de。但dan堆dui棧zhan式shi的de生sheng產chan工gong藝yi更geng大da,良liang率lv更geng低di,成cheng本ben更geng高gao。索suo尼ni的deIMX214(堆棧式)和IMX135(背照式)或許很能說明上述問題。
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