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具备“全局快门”功能的高速图像传感器,使图像不失真

2020/4/15 18:42:01

为各种电子设备提供半导体的ST微电子企业(以下简称ST)拥有一个高速图像传感器“VD55G0”(640 x 600像素),该传感器配备了“全局快门”功能,即使在运动的物体上也很难使图像失真。”VD56G3(1124x 1364像素)发布。图像传感器也可用于工业机器人,为视觉应用场景赋能。
VD55G0和VD56G3支撑可编程的顺序控制,包括多帧照明控制。它还包括诸如温度传感器,I2C Fast Mode Plus控制,缺陷校正,开窗,合并和MIPI CSI-2数据接口等功能。对于“ VD55G0”,图像传感器的尺寸为2.6 x 2.5 mm,对于“ VD56G3”,图像传感器的尺寸为3.6 x 4.3 mm。这些是具有相同分辨率的最小产品。
全局快门功能使相机在拍摄对象移动或在近红外照明下拍摄图像时不会失真,并实现了下一代智能计算机视觉。

图像传感器可以大致分为“全局快门”和“滚动快门”。滚动快门是一种逐行顺序存储像素数据的方法。当拍摄运动对象时,第一拍摄线(线)与最后拍摄线之间存在时间差,因此存在拍摄图像失真的缺点。
常见失真样本的示例。左侧是一种连续方法(图像从顶行开始一次记录一列,因此会失真)。右边是全像素同时读取方法(一般示例)图片由Fujifilm提供。摘自《系统地学习数码相机的系统》一书
与滚动快门式传感器不同,“全局快门”为每一帧同时保存所有像素数据,因此即使被摄对象在移动,它也可以捕获图像而不会失真,并具有附加功能。不需要校正处理。
ST通过专有的先进像素技术(包括DTI(深沟槽隔离)结构)实现了超小像素(2.61×2.61μm)。这种超小像素可在一个芯片层中同时提供低寄生光灵敏度(PLS),高量子效率(QE)和低串扰,这使得其他像素技术非常困难。
通过在背照式(BSI)芯片上形成小像素,光学传感器和相关的信号处理电路可以垂直堆叠在底部芯片上,从而实现显着的小型化和完全的自主性它可以实现各种功能,例如充当计算机的光流模块。
下模使用ST的40nm工艺制造,并集成了数字和模拟电路。具有高密度和低功耗的数字电路可使用多达336格的数据实现诸如曝光算法,自动缺陷校正和自动暗校正之类的硬件功能。完全自主的低功率光流模块可以60 fps的速度计算2000个运动矢量。向量生成功能支撑SLAM和具有6个自由度(6DoF)的用例,使其特别适用于AR / VR和主机系统处理性能有限的机器人。
VD55G0和VD56G3支撑可编程的顺序控制,包括多帧照明控制。它还包括诸如温度传感器,I2C Fast Mode Plus控制,缺陷校正,开窗,合并和MIPI CSI-2数据接口等功能。另外,由于VD56G3具备光流处理功能,因此不需要主机进行的运动矢量计算处理。两种产品均可用于广泛的应用,例如增强/虚拟现实(AR / VR),SLAM(同时定位和映射O,3D扫描等)
ST先进的第三代像素技术,VD55G0和VD56G3提供了卓越的性能和小型化,并为系统集成做出了重要贡献。它将带来新的进步,并为下一代智能、自主工业和消费类设备的发展做出贡献。


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