圖5:增益為30db的固定模式噪聲(FPN)
在模擬信號中,索尼CMOS傳感器在每個浮動擴散節點中使用“重置開關”來排出前一次曝光的累積電荷,為下一次到來的曝光電荷騰出空間。然而,因為一些電子沒有耗盡留在漂浮擴散中導致與下一個暴露電荷相結合,給信號增加噪聲。這種噪點會在圖像上產生不需要的紋理效果,稱為“固定模式”噪點。固定模式噪聲在弱光成像中最為明顯,但可以使用CDS成功地降低這種情況。CDS通過測量前一次暴露的剩余電荷并從后續電荷(包括剩余噪聲和暴露電荷)中減去剩余電荷的方法來減少噪聲。
上圖:在列并行A/D轉換之前的索尼模擬cd
測量先前電荷留下的噪聲,然后從與剩余電荷混合的下一個暴露電荷中減去。
圖6:經過A/D轉換的索尼數字cd
與模擬CDS類似,數字信號被讀取兩次,一次在復位電平,另一次在信號電平。數字減法過程消除了每個像素列之間的變化,從而使圖像具有最小的噪聲。
5.下一級成像結果
索尼Pregius系列傳感器利用索尼最新的像素制造技術,提供高靈敏度的CMOS傳感器。它們在低光靈敏度以及高動態范圍允許用戶在動態挑戰照明環境中的成像。自動駕駛汽車、信息交通系統(ITS)或其他戶外環境等應用都可以從Pregius的成像質量中受益。當光線變化或相機進入具有陰影或者高光的復雜場景時,Pregius傳感器將捕獲比傳統CMOS傳感器更加有用的成像數據,使視覺系統做出更好的決策。在經典的機器視覺檢測應用中,更高的靈敏度將允許縮短曝光時間,加快檢測速度,盡可能節省照明成本。
6.總結
作為CCD開發的先驅,索尼將高質量的快門技術應用于其革命性的CMOS傳感器上。此外,通過他們的電路和像素制造技術,索尼在不降低靈敏度的情況下減小了像素尺寸,提高了分辨率。目前的Pregius傳感器比其前身具有更高的靈敏度和更低的噪聲。當前的Pregius傳感器可實現高畫質,高分辨率和高速成像,無焦平面畸變的功能。這些全局快門傳感器與CDS降噪技術相結合,為各種要求苛刻的視覺應用場景提供前沿的技術。Lucid相機技術采用索尼Pregius傳感器設計和制造,將繼續在性能和質量方面提供更優方案。