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au8娱乐平台手机端 - 下一代CMOS图像传感器猜测

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  • 2020-01-11 09:13:47

au8娱乐平台手机端 - 下一代CMOS图像传感器猜测

au8娱乐平台手机端,在2019年4月的伦敦图像传感器峰会上,松下介绍了他们耗时5年,与富士联合开发的organic-photoconductive-film cmos image sensor---- 有机光导薄膜cmos 图像传感器技术。2019年10月,有消息透露,sony也即将生产其3-layer stacked opf cmos sensor。松下与富士推出的这款opf sensor主要针对的是专业摄像机市场,而sony加入opf sensor阵营则增加了业内对opf sensor的遐想,也许过不了多久,我们的手机,无人机上就会出现大量应用opf cmos image sensor的camera。

传统背照式cmos sensor 如下图左边,opf sensor 如下图右边。

opf sensor用有机光导薄膜取代了bsi sensor的光电二极管,也就是光电转换发生在这层薄薄的opf内,sensor感光部分的厚度从bsi的3um下降到了0.5um。

bsi的光电转换和电荷存储都在pd单元内,而opf的电荷存储部分与光电转换部分是分开的,由于感光的部分非常薄,留下更多了的空间给电荷存储,这样满井容量得到了大大升。

在opf的基础之上,松下依照人类视觉的构造,设计了dual-sensitivity pixel technology,双敏像素技术。

fd1 与fd2 连着大小不同的opf(上图红色的部分),分别存储了不同的sensitivity的子像素电荷,这样可以构成dual exposure的hdr,进一步扩大sensor的动态范围。

1.大动态范围,wdr。如前面所说,一方面由于电荷存储的容量变大,另一方面由于dual sensitivity pixel 技术。sensor的动态范围大大增加。

2.global shutter。bsi sensor 要想设计成global shutter, 需要额外增加一个存储电容,这样占用了大量的空间,这也是global shutter sensor 不容易做小的一个原因。而这种opf sensor相当于自带大电容存储,天然具备了设计成global shutter的条件。(实际上还是得益于感光部分变小了)

3.光电转换灵活可控,opf 有机光导薄膜的光电转换增益可以被灵活的控制,这样与传统bsi sensor 相比可以更灵活地适应不同场景,得到更好的图像质量。

4.由于opf天然对nir 近红外光敏感,这样它很容易被设计成rgbnir的sensor,同时,opf的感光度可以用电信号直接调制。

对于低光有需求的监控类场景,这真是大大的福音。传统的rgbnir camera,需要切换ir filter 。当白天光线好的时候,ir filter 滤去ir,当晚上光线弱的时候,需要一个装置把ir filter移到下面去,让ir光也进入sensor。

切ir filter

切ir 很大地增加了成本,也影响产品的寿命以及维护成本。opf sensor 的感光可以任意调整,这就不需求切换ir filter或者sensor,根据照度用程序对感光进行实时调整就可以了。

5.这种sensitivity调整甚至可以逐帧进行,一帧rgb模式,一帧ir模式,产品可以更加灵活设计。

下一代image sensor

下一代的image sensor,相对于过去imaging的需求,要增加sensing的需求,这样才能因应ai的广泛应用场景。有三个最基本要点:

1.大动态范围。

2. 抑制运动造成的artefact。

3.要有多光谱感光的能力 , 应对低光场景。

4.当然针对不同的应用,不同市场,还有其他的需求,比如led flicker cancellation,motion artefact free等等。

opf image sensor的推出,标致着在图像传感器领域,日本公司又一次走在前面,我们isp的设计者,camera的开发者,又有了新的选择,这既是挑战,也是很好的机遇。

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