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缩短手机与数字相机距离之EP技术
专访安捷伦半导体产品事业群资深经销业务经理郭正哲

【作者: 王岫晨】2005年11月02日 星期三

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《图一》
《图一》

目前市面上多数手机都已经内建有数字相机功能。但多数照相手机在光线不足的环境下所摄得之影像噪声非常高,且清晰度与色彩质量均与实际景物相去甚远。为了改正此一缺陷,安捷伦以强效型(Enhanced-Performance;EP)画素结构发表新款CMOS影像传感器,以求提高照相手机之成像质量。


安捷伦半导体产品事业群资深经销业务经理郭正哲表示,影像传感器在撷取高质量光线讯号与提供图像处理器最多信号、最少噪声及更清晰影像之间,扮演了关键的角色。然而目前照相手机之CMOS影像传感器都必须面对三大问题:一、如何在光线微弱的环境下减低噪声;二、如何维持一致性的全彩质量以提高画面清晰度与色彩准确度;三、如何降低产品间之制造差异以提升画素的一致性。针对这些常遇到之问题,安捷伦发表了一款分辨率为130万画素之CMOS影像传感器。这种CMOS影像传感器采用强效型画素结构,最大优点是能使照相手机或任何其他具备摄影功能之计算机装置,既使处于光线不足的照明环境下都能摄得更清晰写实的彩色影像。这种CMOS传感器不仅能减少过去传感器在光线不足环境下所产生的噪声达十倍之多,最重要的是,藉由新技术的加入,CMOS传感器可拉近和CCD传感器之间的影像质量,让照相手机等装置所拍得的照片更接近于数字相机。


过去影像传感器需搭配体积大、占空间且耗电大之辅助芯片,在设计上更增加其困难度。而此款CMOS传感器采用芯片图像处理和JPEG压缩技术,不必使用辅助芯片,除了降低设计上的复杂性,也有助业者加速产品开发上市。安捷伦的强效型画素结构也运用了许多种新设计,可解决传统CMOS影像传感器噪声偏高、清晰度低与色彩不准确等缺点。


强效型画素结构让光电二极管(photodiode)在3.3平方微米的动态画素设计中占有最大面积,除可减少十倍的暗电流与表面噪声之外,更可呈现出鲜艳明亮的彩色影像。此外,可减少串音,提供较高蓝色感亮度及更接近真实的相关二重取样,而其他尚在申请专利中的技术也应用于其中。这些技术都可协助改善影像的延迟现象,并在低亮度与视讯应用中提供更好的影像效果。


新开发的强效型画素结构提供CMOS传感器更好的影像撷取能力、更清晰的低亮度效能和更明显的对比,因此就算环境光源不足,一样可以取得较以往更为清晰之影像。而该传感器也提供了多种功能如20种色彩特效、闪光灯同步技术、4倍数字变焦、可仿真光学变焦、消除黑角功能并可自动修正镜头阴影等。郭正哲强调,该款影像传感器拉近了CMOS与CCD间之影像质量,也让照相手机之成像质量更接近数字相机,这是此款COMS传感器问世之最大意义。目前该款130万画素之CMOS影像传感器成像质量已逼近400万画素之数字相机。该传感器未来将锁定高阶照相手机、计算机、监视系统和其他工业应用等领域。


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