2019-01-20来源:酷6视频

本文部分信息源于Image Sensors World发布的新闻。在MDPI 2017年度国际图像传感器研讨会(IISW)的特刊上,佳能发表了论文“Development of Gentle Slope Light Guide Structure in a 3.4 μm Pixel Pitch Global Shutter CMOS Image Sensor with Multiple Accumulation Shutter Technology”简单的介绍一下,目前我们使用的CMOS传感器输出数据的时候,是逐行扫描输出的。因此,输出画面的时候,上面一行的像素记录的时间段跟下面一行像素记录的时间段不一致。这种现象就叫“果冻效应”。为了解决“果冻效应”的问题,“全局快门CMOS”在每个像素的旁边增加了一个电荷寄存器,输出图像的时候,信号先转入寄存器,在慢慢的读取出来,就破解了上下行像素记录信息时间段不一致的问题。例如下图是一个吉他高速录像的图像,“全局快门cmos”拍出来的吉他弦是准确的,而普通CMOS拍出来的图像是失真的,吉他弦变成了波浪状。然而全局快门的传感器虽然好,但因为成本非常高,所以一直没有普及。佳能也仅仅在最顶级的电影机C700上使用了全局快门的cmos传感器。另外全局快门传感器还有一个问题,就是结构复杂,一旦做高像素密度的产品,由于开口率低的影响,CMOS的性能就会急剧下降!而佳能新开发的全局快门CMOS图像传感器在支持“Multiple Accumulation Shutter”技术的条件下,采用了“Gentle Slope Light Guide Structure”这项技术,很好的在像素尺寸为3.4μm的CMOS上取得了良好的性能。“Multiple Accumulation Shutter”--多累积快门技术,由于全局快门的CMOS每一个像素都需要一个独立的寄存器,而多累积快门技术需要让一个像素的感光单元对应多个寄存器。(结构更复杂,寄存器需要占据更多的CMOS面积)。从下图我们可以看到,支持4帧快门寄存的像素,感光单元的面积已经被压制得非常小。但多累积快门技术可以多帧画面合成,从而得到高宽容度的效果,因此,虽然感光单元被缩小,信噪比下降,但还是必不可少的功能。正因为寄存器跟周边电路的遮挡,所以以往的全局快门CMOS一般都不敢把像素做太小,因为感光单元的面积缩小必然引起CMOS灵敏度下降的问题。

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