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圖像傳感器深入安防 漸成監控技術主流

時間:2013-03-20

來源:網絡轉載

導語:隨著傳感器逐漸深入安防領域,圖像傳感技術逐漸成為建主流技術。

作為一種相機,高清網絡攝像機必須的關鍵技術,如傳感器。傳感器,光信號轉換成電信號的前端,是關鍵技術,將圖像質量的影響。該傳感器在高清網絡攝像機,應用的具體要求。隨著傳感器逐漸深入安防領域,圖像傳感技術逐漸成為建主流技術。

圖像傳感器的發展及應用

眼睛是人的視覺圖像來源,而圖像傳感器就是視頻采集設備的圖像接受裝置。圖像傳感器按形態分類一般有兩類:線型圖像傳感器、面型圖像傳感器。線型圖像傳感器多用在掃描儀、復印機、傳真機等設備中。而面型圖像傳感器則廣泛的應用在我們熟知的安防監控攝像機、手機攝像頭、汽車倒車影像攝像機、平板電腦等產品中。

圖像傳感器有CCD與CMOS芯片兩種。早期,我們通常認為圖像畫質優秀的設備都采用CCD傳感器,而低成本產品則使用CMOS傳感器。但是新的CMOS芯片技術已經克服了早期CMOS傳感器的技術弱點,傳感器的設計上相比老產品提升了低照性能、曝光模式等。拿目前流行的背照式CMOS傳感器來說,在傳統的CMOS圖像傳感器中,感光二極管位于電路晶體管后方,光線會通過微透鏡和光電二極管之間的電路和晶體管,那么進光量就會因遮擋而受到影響。

背照式CMOS傳感器在圖像傳感器原件內部的結構上做了優化,它將感光層的原件調轉方向,讓光線從背面直射進去以增大芯片的感光量,這樣背照式CMOS圖像傳感器比傳統CMOS傳感器在感光靈敏度上有質的飛躍,在低照度環境下,采用背照式CMOS傳感器的高清攝像機在聚焦能力、圖像畫質表現、圖像噪點控制等方面有了極大的性能提升。

雖說無論是背照CMOS或是CCD,都可以提高有效像素。但是背照式CMOS的構造決定了傳感器面積不變的情況下,可以將有效像素進一步提高,畫質也能夠保持得比較好。相比之下CCD盲目提高像素的話,畫質就會很差,而且隨著像素提高,芯片尺寸也在變大造成成本幾何倍數上升。

傳感器逐步入安防行業

安防業產品大多涉及視頻監控,聲音錄取等等即時的資料收錄,但如果長時間打開設備,會涉及存儲容量的問題,越長時間的錄制,需要越大的存儲空間。針對這一問題,一些產品采用紅外感應等方式,讓設備在需要的時候才啟動,大大節省了空間,而如今傳感器的進入,將使得這些設備的應用更加合理、更加科學

組合傳感器是單一的傳感器封裝中加入加速計、陀螺儀或電子羅盤所形成的不同組合產品,這樣通過在各單一封裝中整合能夠增加更多的應用功能,并且盡可能的節約了空間及成本。因此這種傳感器多應用于價格壓力較大或者電路板空間有限的電子產品當中,比如手機等移動消費電子產品以及平板電腦中,未來幾年內,傳感器中的各種分立器件將逐步整合到6軸的慣性傳感器測量單元(IMU)中,成為主導應用形式,屆時,將被更廣泛的應用到手機以及平板電腦市場。

另外像某些被強制要求采用一些特定的技術的產品,成本就成為其關鍵因素,譬如現在已經逐漸普及開來的汽車領域,為了降低生產成本,組合傳感器就成了諸多汽車生產商家的首選。在這些應用愈來愈廣泛的領域推動下,近兩年來組合傳感器市場的銷售額一直處于不斷上升狀態。

現在的智能手機、平板電腦、安防產業以及汽車應用市場屬于增速最快的市場,并且在未來所蘊藏的市場空間仍然存在巨大空缺,因此市場潛力仍然可觀,這將正處于發展時期的組合傳感器產業帶來更多的發展新機遇。

圖像傳感器漸成監控主流技術

在目前的監控用高清攝像機產品中,以130萬和200萬像素為主,且200萬及以下像素的產品在傳感器方面以CCD、CMOS平分秋色,200萬像素以上的產品則主要以CMOS為主,但總體而言,高清攝像機在低照度、寬動態方面的表現仍有待提高。

CMOS傳感器技術的主要優勢是:價格低廉,制造工藝簡單,功耗低。同時,經過近幾年的發展,CMOS傳感器在成像晶元技術以及成像工藝上取得了長足的進步。其中,成像晶元技術從早期3T技術,經歷4T、5T、6T、7T,一直到最新的8T技術,使得CMOS的成像技術逐步走向成熟應用,這一技術的應用在很大程度上規避了CMOS的缺點,而優點也得到了很大的增強。此外,CMOSSensor技術在行業應用方面也取得了很好的適應性(如ITS/安防的高速抓拍、Anti-Blooming、Anti-Smear等等)。而CMOSSensor的半導體工藝使低成本、高清晰度、大畫面的成像效果成為可能。

目前,市場上專業供應安防監控用CMOS傳感器芯片的供應廠商包括:索尼、Aptina,以及臺灣凌云光電子等。今年四月,CMOS成像解決方案提供商Aptina宣布推出AR0130CS圖像傳感器,這款1/3英寸的光學格式高清(720p/60fps)傳感器可通過其3.75微米的近紅外(NIR)探測像素提供主流監控攝像機一流的弱光(0Lux)性能。在此之前,Aptina還推出了寬動態范圍(WDR)COMS解決方案,如AR0331SR(1080p/60fps)和MT9M034(720p/60fps),以及標準動態范圍的AR0330CS(1080p/60fps)。

另外,值得注意的是,松下最近也推出了面向便攜式數碼相機和網絡攝像機產品的1/3.06"1340萬像素SmartFSI圖像傳感器MN34130PL,該傳感器預計于今年12月開始量產。這款新型MOS圖像傳感器成功地在小尺寸像素(1.12×1.12m)上使用了大而深的高感光度光電二極管形成技術,像素面積縮小了71%,信噪比比現有產品提高了3.2倍,即使在暗處也可明亮如實地再現拍攝物體顏色。

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