【Sensor有点意思】之重要参数理解

1、sensor

通过CMOS图像传感器感受环境光，输出图像供我们分析，通过sensor宣传册了解一下sensor性能和情况。下图以斯特威SC8238为例。

2、

跟sensor相关的重要参数：

2.1 分辨率（Resolution）

8MP：sensor有800万像素

分辨率是指sensor有效像素的总个数。

像素总数是衡量CMOS图像传感器的主要技术指标之一，CMOS图像传感器的总体像素中被用来进行有效的光电转换并输出图像信号的像素为有效像素，有效像素数目直接决定了CMOS图像传感器的能力。

大多数sensor像素总数等于有效像素数，有的sensor存在黑电平参考区域，该区域内像素作为黑电平标定使用，不作为最终输出像素。

2.2 像素阵列（Pixel Array）

3872H x 2180V：分辨率宽高，垂直方向共3872列像素，水平方向共2180行像素

对景物中明暗细节的分辨能力。

2.3 像元尺寸（Pixel Size）

1.5um x 1.5um

像元尺寸是指芯片像元阵列上的每个pixel的实际物理尺寸，通常的尺寸包括14um、10um、9um、7um、6.45um、3.75um、3.0um、2.0um、1.75um、1.4um、1.2um、1.0um等。

像元尺寸一定程度上可以反映芯片对光的响应能力，像元尺寸越大，能够接收到的光子数量越多。在同样的光照条件和曝光时间条件下，产生的电荷数量越多。对于弱光成像而言，像元尺寸是芯片灵敏度的一种表征。

2.4 靶面尺寸（Optical Format）

1/2.7 英寸

图像传感器的尺寸越大，则成像系统的尺寸越大，捕获的光子越多，感光性能越好，信噪比越低。目前CMOS图像传感器的常见尺寸有1、2/3、1/2、1/3、1/4英寸等。

2.5 最大输出帧率（Max Frame Rate）

3872H x 2180V：@30fps

帧率（Frame rate）是用于测量显示帧数的量度，测量单位为相机每秒能输出的视频流的图像帧数(Frames per Second，简称：FPS）。通用相机输出高的帧率视频视觉更流畅，在工业相机领域拍摄流水线上的物体，检测缺陷的速度会更快。

2.6 输出数据类型（Output Interface）

12/10/8 bit 4lane MIPI12/10/8 bit 4lane LVDS

1、输出数据位数受制于数据传输量，数据位宽越大、帧率越高，单位时间内传输的数据量越多。

2、12、10bit信息量比8bit多，灰阶数多很多，方便进行后续处理，包括缺陷检测、图像处理、数据分析等操作。

3、普通显示器也是显示8bit数据，即使输出12、10bit后续也会处理为8bit，方便图像显示。

2.7 输出数据（Output Format）

RAW RGB

支持raw格式输出，彩色sensor有RGB滤光片，可以根据bayer模式进行demosaic处理，恢复为彩色图像。

2.8 CRA

15度

从镜头的传感器一侧，可以聚焦到像素上的光线的最大角度被定义为主光角（CRA），镜头轴心线附近接近零度，与轴心线的距离越大，角度也随之增大。如果lens的CRA小于sensor的CRA，一定会有偏色现象。

2.9灵敏度（Sensitivity）

1160mv/lux.s

灵敏度是芯片的重要参数之一，它具有两种物理意义。

1、光器件的光电转换能力，与响应率的意义相同。即芯片的灵敏度指在一定的光谱范围内，单位曝光量的输出信号电压（电流），单位可以为纳安/勒克斯nA/Lux、伏/瓦（V/W）、伏/勒克斯（V/Lux）、伏/流明（V/lm）。

2、器件所能传感的对地辐射功率（或照度），与探测率的意义相同，单位可用瓦（w）或勒克斯（Lux）表示。

2.10 动态范围（Dynamic Range）

HDR mode up to 100dBLinear mode 70dB

动态范围由CMOS图像传感器的信号处理能力和噪声决定，反映了CMOS图像传感器的工作范围。其数值是输出端的信号峰值电压与均方根噪声电压之比，通常用DB表示。

计算公式，计算最大响应值与噪声的比值：

$$

SNR=20log_{10}(Max/N)

$$

2.11信噪比（SNR）

36dB

SNR是用来衡量Sensor输出的图片质量，一般手册提供最大SNR值，并且提供计算该SNR值的条件，比如曝光时间、增益档位等。

计算公式，计算信号与噪声的比值：

$$

SNR=20log_{10}(S/N)

$$

2.12 工作温度范围（Operation Temperature Range）

-30~85度

sensor有合适的工作范围，当超过工作温度范围时，性能会打折甚至可能会不工作。主要在信噪比成像质量上。

2.13 Best IQ Temperature

-20~60度

最佳成像质量工作温度

参考

使用 RCCB 传感器检测交通信号灯 – 知识库：图像质量与色彩技术资料