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安森美供稿 圖像傳感器可說是電子產品的眼睛，可為各種應用提供機器視覺，雖說這已不是新鮮的產品，但其相關技術仍在持續演進當中，讓圖像傳感器的分辨率越高、圖像質量更好、功耗更低，就讓我們來看看當前最新的發展趨勢吧！ 全局快門避免果凍效應產生 圖像傳感器已經發展多年，最早期以CCD技術為主，應用在各式各樣的攝像機，但隨著便攜設備越來越重視產品的使用時間，以及產品數字化風潮的帶動，因此更為省電、易于集成的CMOS技術逐漸成為主流，廣泛使用于各式各樣的數碼相機、攝像機與手機等電子產品。 上述兩種影像傳感技術，在影像質量上并沒有太大的優劣之分。不過，在同等條件下，CMOS感光組件所用的組件數相對更少，從而功耗較低，數據吞吐速度也比CCD更高。由于數碼相機CMOS感光組件可以直接制作在主板電路上，因此它的信號傳輸距離較CCD短，電容、電感和寄生延遲降低。此外，CMOS的制造成本也比CCD傳感器低，因此目前市場上幾乎已經呈現CMOS技術獨霸的現象。 以往的CMOS傳感器則會因為采用滾動式快門（rolling shutter），對高速移動的對象拍攝時，會產生不好的果凍效應（Jello Effect）。這是因為CMOS感光組件在記錄光電信號時需要逐行掃描，形式是由左至右、從上至下逐點來記錄影像，感覺有點像放下窗簾。因此在讀取第一行信號跟最后一行信號之間，必存有時間差，當拍攝快速移動的場景時，會因為時間差的問題，令影像傾斜變形，這就是導致著名的果凍效應了。 果凍效應要如何解決呢？便是不要逐點逐線去記錄數據，但這會影響到CMOS在高速、高效、低功耗上的表現，不過隨著近年處理器和內存的技術提升，兩者兼備不再是做不到的事情，因此便有了全局快門（Global Shutter）的誕生。 以下便以安森美半導體所推出的應用于Oculus Rift VR設備中的AR0134圖像傳感器為例，這是一款工業級1/3”百萬像素全局快門傳感器，可用于條碼掃描、3D掃描、位置跟蹤、虛擬現實（VR）、增強現實（AR）、生物識別及機器視覺等應用，其采用3.75µm像素設計，分辨率可達1.2Mp (1280x960)，可提供絕佳的微光性能，線性捕獲技術，支持720p 60 fps的高清視頻輸出，可支持視頻／單幅模式，靈活的跳行模式，具有片上自動曝光、自動黑電平校準和統計引擎，支持并行和串行輸出，這是第3代全局快門技術，可提供最高能效的全局快門像素，靈敏度可達6.1V/lux-sec，全分辨率時可達45 fps，支援720p 60 fps視頻應用，并可搭配外部LED或閃光燈，此外，情境切換（Context Switching）功能則可支持不同成像需求的應用，利用單一來源來進行有效運行。 安森美半導體專注于卓越地提升像素性能，為傳感器卓越的圖像質量和性能奠定了基礎。AR0134傳感器集成了安森美半導體的高性能全局快門技術，將高速圖像捕獲集成到1/3”光學格式的高清（HD）設備中。具有卓越的低光性能的3.75微米全局快門像素可以捕捉動作，而不會產生一般滾動快門像素通常會產生的果凍效應。 在虛擬現實與增強現實應用的推波助瀾之下，圖像傳感器市場的發展更形快速，隨著技術的進步，讓圖像傳感器無論在拍攝質量、功耗、效能上都有所增進，這將讓機器之眼變得更為銳利，應用更為廣泛，市場也將更為快速發展。 |
