這顆配備DRAM的三層堆疊式CMOS影像傳感器,可用于智能手機。傳統的兩層CMOS影像傳感器由背照結構像素層和預裝電路芯片的信號處理電路層構成,該新款CMOS影像傳感器在這兩層電路中間新加入了DRAM層。

這款配備了DRAM的傳感器可實(shí)現快速數據讀取速度,能夠捕獲高速運動(dòng)中的物體的最小失真度的靜止圖像;于此同時(shí),可支持在全高清(1920x1080像素)模式下拍攝1000幀/秒(約比傳統產(chǎn)品快8倍)的視頻,實(shí)現超慢回放。

為了實(shí)現高速數據讀取,用于將模擬視頻信號從像素轉換為數字信號的電路已經(jīng)從2層結構倍增到4層結構,以便提高處理能力。盡管在用于將來(lái)自圖像傳感器的信號輸出到其它LSI的接口規范中存在速度限制,但是該傳感器使用DRAM來(lái)臨時(shí)存儲高速讀取的信號,使得能夠以標準規格中的最佳速度輸出數據。因此,該產(chǎn)品僅能在1/120秒內讀取一張1,930萬(wàn)像素的靜止圖像(比常規產(chǎn)品快約4倍),從而可支持高速圖像捕獲。

該款新開(kāi)發(fā)的傳感器還為設計中固有的各種技術(shù)問(wèn)題提供了解決方案,例如降低在三層中的每層電路之間產(chǎn)生的噪點(diǎn)。盡管該傳感器采用了三層結構,索尼充分利用了多年積累的研發(fā)堆疊式影像傳感器的制造技術(shù)和專(zhuān)業(yè)知識,確保了其高質(zhì)量和可靠性。

在2017年2月5日(星期日)于舊金山召開(kāi)的國際固態(tài)電路會(huì )議 (ISSCC) 上,索尼公布了上述研究成果。20170208-CMOS-1傳統雙層堆疊式CMOS影像傳感器(上圖)20170208-CMOS-2新開(kāi)發(fā)的加入了DRAM層的3層堆疊式CMOS影像傳感器(上圖)

主要產(chǎn)品特性

1.業(yè)內首個(gè)配備了DRAM的3層堆疊式影像傳感器,能夠僅在1/120秒內高速讀取1930萬(wàn)像素的圖像

在堆疊結構中的高速、低能耗、大容量的DRAM幫助下,該新款傳感器可以?xún)H用時(shí) 1/120 秒就讀取一幅達1930萬(wàn)像素的靜止圖像 (比傳統產(chǎn)品快約4倍),同時(shí)還可縮減讀取每行像素的延時(shí)。這種將靜止圖像的焦平面失真控制在最小程度的技術(shù)有很大可能會(huì )運用于因缺乏機械快門(mén)來(lái)控制曝光時(shí)間的智能手機,幫助其拍攝快速移動(dòng)物體的圖像。20170208-CMOS-3讀取速度1/30秒的拍攝效果20170208-CMOS-4讀取速度1/120秒的拍攝效果

2.支持在全高清(1920*1080像素)模式下拍攝幀率最大為1000 fps的慢動(dòng)作視頻拍攝

該傳感器的高速數據讀取能力使得它能夠在全高清 (1920 x 1080 像素)模式下記錄達 1,000 fps (比傳統產(chǎn)品快大約 8 倍)的超慢動(dòng)作視頻。正常速度拍攝下的數據和在DRAM上存儲的最大1,000 fps高速攝影下的數據將從影像傳感器導出,在外部圖像信號處理器上(以下簡(jiǎn)稱(chēng) ISP)進(jìn)行圖像處理。該技術(shù)使在智能手機上將正常速度視頻和超慢動(dòng)作視頻無(wú)縫接合,拍攝出充滿(mǎn)活力的片段。為了確保用戶(hù)不錯過(guò)任何一個(gè)拍攝慢動(dòng)作視頻的時(shí)刻,可以通過(guò)調整設置,在拍攝對象突然運動(dòng)時(shí)可以被自動(dòng)偵測到并且啟動(dòng)高速攝影模式。因為高速拍攝數據可被存儲在 DRAM 中并以常規的 ISP可以使用的正常速度輸出。20170208-CMOS-5配備DRAM的3層堆疊式CMOS影像傳感器的截面圖(上圖)