,像素總數(shù)是衡量CMOS圖像傳感器的主要技術(shù)指標(biāo)之一。CMOS圖像傳感器的總體像素中被用來進(jìn)行有效的光電轉(zhuǎn)換并輸出圖像信號(hào)的像素為有效像素
。有效像素總數(shù)隸屬于像素總數(shù)集合。有效像素?cái)?shù)目直接決定了CMOS圖像傳感器的分辨能力
。
Optical Format 光學(xué)尺寸
光學(xué)尺寸越大,則成像系統(tǒng)的尺寸越大,捕獲的光子越多,感光性能越好,信噪比越低。
目前CMOS圖像傳感器的常見尺寸有1、2/3、1/2、1/3、1/4英寸等。
Pixel Size 像素尺寸
芯片像元陣列上的每個(gè)像素的實(shí)際物理尺寸,通常的尺寸包括14um、10um、9um、7um、6.45um、3.75um、3.0um、2.0um
、1.75um
、1.4um
、1.2um
、1.0um等
。
像元尺寸從某種程度上反映了芯片的對(duì)光的響應(yīng)能力,像元尺寸越大,能夠接收到的光子數(shù)量越多
,在同樣的光照條件和曝光時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的電荷數(shù)量越多
。
對(duì)于弱光成像而言,像元尺寸是芯片靈敏度的一種表征。
Output Format 輸出格式
(1)RAW(或RAW RGB)
CMOS圖像傳感器輸出的原始圖像格式是RAW。RAW圖像就是CMOS圖像感應(yīng)器將捕捉到的光源信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)的原始數(shù)據(jù)。RAW文件是一種記錄了數(shù)碼相機(jī)傳感器的原始信息,同時(shí)記錄了由相機(jī)拍攝所產(chǎn)生的一些原數(shù)據(jù)(Metadata,如ISO的設(shè)置
、快門速度、光圈值
、
白平衡等)的文件。RAW是未經(jīng)處理、也未經(jīng)壓縮的格式,可以把RAW概念化為“原始圖像編碼數(shù)據(jù)”或更形象的稱為“數(shù)字底片”。
(2)RGB
從RAW到RGB格式。RGB格式有RGB565:每個(gè)像素用16位表示,RGB分量分別使用5位
、6位、5位(常用也就是上說的RGB)RGB555:每個(gè)像素用16位表示
,RGB分量都使用5位(剩下1位不用)RGB24:每個(gè)像素用24位表示
,RGB分量各使用8位RGB32:每個(gè)像素用32位表示
,RGB分量各使用8位(剩下8位不用)ARGB32:每個(gè)像素用32位表示
,RGB分量各使用8位(剩下的8位用于表示Alpha通道值)
。
(3)YUV
YUV三個(gè)字母中,其中"Y"表示明亮度(Luminance或Luma),也就是
灰度值;而"U"和"V"表示的則是色度(Chrominance或Chroma),作用是描述影像色彩及飽和度
,用于指定像素的顏色
。YUV存儲(chǔ)格式有兩大類:planar(平面格式)和packed(打包格式)
。
Max Frame Rate 最大幀率
幀率指的是單位時(shí)間所記錄或者播放的圖片的數(shù)量,連續(xù)播放一系列圖片就會(huì)產(chǎn)生動(dòng)畫效果,根據(jù)人類的視覺系統(tǒng),當(dāng)圖片的播放速度大于15幅/秒的時(shí)候
,人眼就基本看不出來圖片的跳躍;在達(dá)到24幅/s~30幅/s時(shí)就已經(jīng)基本覺察不到
閃爍現(xiàn)象了。
每秒的幀數(shù)或者幀率表示CMOS圖像傳感器在處理圖像時(shí)每秒鐘能夠更新的次數(shù)。高的幀率可以得到更流暢、更逼真的視覺體驗(yàn)。
Output Interface 輸出接口
MIPI: 移動(dòng)行業(yè)處理器接口 ,是MIPI聯(lián)盟發(fā)起的為
移動(dòng)應(yīng)用處理器制定的開放標(biāo)準(zhǔn)。串行數(shù)據(jù) ,速度快,抗干擾
,主流輸出接口
。
LVDS:低壓差分信號(hào)技術(shù)接口 。
DVP:并口傳輸 ,速度較慢,傳輸?shù)膸挼汀?/span>
Parallel:并行數(shù)據(jù),含12位數(shù)據(jù)信號(hào),
行場(chǎng)同步信號(hào)和時(shí)鐘信號(hào)。
HISPI:高速像素接口,串行數(shù)據(jù)。
SLVS-EC: 由 SONY 公司定義,用于高幀率和高分辨率圖像采集,它可以將高速串行的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為 DC(Digital Camera)時(shí)序后傳遞給下一級(jí)模塊 VICAP(Video Capture)
。SLVS-EC
串行視頻接口可以提供更高的傳輸帶寬,更低的功耗
,在
組包方式上,數(shù)據(jù)的冗余度也更低
。在應(yīng)用中 SLVS-EC 接口提供了更加可靠和穩(wěn)定的傳輸。
CRA 主光線角度
從鏡頭的傳感器一側(cè),可以聚焦到像素上的光線的最大角度被定義為
主光角(CRA),鏡頭軸心線附近接近零度,與軸心線的距離越大,角度也隨之增大。CRA與像素在傳感器的位置是相關(guān)的。如果lens的CRA小于CMOS Sensor的CRA ,一定會(huì)有偏色現(xiàn)象
。lens的CRA一般略大于CMOS Sensor的CRA
。
Sensitivity 靈敏度
靈敏度是CMOS圖像傳感器的重要參數(shù)之一。
它具有兩種物理意義 ,一種是光器件的光電轉(zhuǎn)換能力,與響應(yīng)率的意義相同
,即芯片的靈敏度,指在一定的光譜范圍內(nèi)
,單位曝光量的輸出信號(hào)電壓(電流)
,單位可以為nA/Lux(納安/
勒克斯) 、V/W(伏/瓦)
、V/Lux(伏/勒克斯)
、V/lm(伏/
流明) 。另一種是指器件所能傳感的對(duì)地輻射功率(或照度)
,與
探測(cè)率的意義相同 ,單位可用W(瓦)或Lux(勒克斯)表示。Sensitivity常作為sensor暗光表現(xiàn)的常用指標(biāo)
。
Dynamic Range 動(dòng)態(tài)范圍
動(dòng)態(tài)范圍由CMOS圖像傳感器的信號(hào)處理能力和噪聲決定,反映了CMOS圖像傳感器的工作范圍
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