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图像传感器最佳的选择要点,选择图像传感器6个关键参数

发表时间:2022-11-25 16:42【 阅读量:-查看手机网址
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 图像传感器是任何相机和视觉系统的关键组件。该博客总结了技术简介的关键概念,解决了与成像应用相关的传感器性能所必需的概念。如需参数的全面分析,您可以阅读完整的技术简介。


 虽然有许多方面需要考虑,但在此概述了6个关键参数:


 1、物理参数


 (1)分辨率:每帧(图像)的信息量是水平像素数x与垂直像素数y的乘积。虽然消费相机吹嘘分辨率就像汽车制造商吹捧马力一样,但在机器视觉中,人们只需要足够的分辨率来解决问题——而不是更多。分辨率过高会导致超出所需的传感器数量、超出所需的带宽以及超出所需的成本。要点:将传感器分辨率与相对于您必须成像的物体的光学分辨率相匹配。


 (2)宽高比:无论是1:1、3:2还是其他比例,最佳排列应与目标视野的布局相对应,以免购买的分辨率超出您的应用所需。

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 (3)帧率:如果您的目标正在快速移动,则每秒需要足够的图像来“冻结”运动并跟上您正在成像的物理空间。但与分辨率一样,一个人只需要足够的速度来解决问题,仅此而已,否则你会过度指定更快的计算机、电缆等。


 (4)光学格式:可以写一篇关于这个主题的论文,但关键要点是匹配镜头将聚焦光投射到传感器的像素阵列上,以覆盖传感器(并利用其分辨率)。传感器尺寸和镜头尺寸通常有几十年历史的电视标准遗留下来的旧名称,因此将跳过此博客中的详细信息,但请读者阅读链接的技术简介或与销售工程师交谈,以确保最合适.


 2、量子效率和动态范围:


 (1)量子效率(QE):传感器将光子转换为电子的效率因传感器质量和不同波长的光而异,因此某些传感器比其他传感器更适合某些应用。

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 (2)动态范围(DR):全井产能和读取噪声等因素决定了DR,即最大信号与最小信号之比。DR越大,传感器越能捕捉到应用场景中从亮到暗的渐变范围。


 3、光学参数


 虽然一些看似彩色的应用实际上可以用单色更容易且更具成本效益地解决,但在任何一种情况下,每个硅基像素都会将光(光子)转化为电荷(电子)。每个像素阱在饱和之前都有一个它可以处理的最大电荷量。每次曝光后,给定像素的电荷程度与照射在该像素上的光量相关。


 4、滚动与全局快门


 大多数当前传感器都支持全局快门,其中所有像素行都会同时曝光,从而消除了运动引起的模糊。但是实现全局快门的传感器上的电子设备有一定的相关成本,因此对于某些应用来说,使用卷帘快门传感器仍然有意义。


 5、像素大小


 正如广口水桶比咖啡杯能接住更多的雨滴一样,较大的物理像素会比小的像素接收更多的光子。一般来说,大像素是首选。但这需要花费更多的硅来支持所需x x y阵列的分辨率。传感器制造商致力于通过每一代新一代传感器来优化这种权衡。


 6、输出模式


 虽然每个传感器通常都有一个“标准”预期输出,但在全分辨率下,许多传感器提供额外的可切换输出模式,如感兴趣区域(ROI)、合并或抽取。这种模式通常以更高的帧速率读出定义的像素子集,这可以允许相同的传感器和相机服务于两个或更多目的。分箱的示例是显微镜应用,其中高速分箱图像将用于定位大视野中的目标斑点,然后切换到全分辨率以获得高质量的细节图像。

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