CMOS图像传感器基础知识总结:二

1.CMOS成像原理:

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CMOS 的材质主要是利用硅和锗这两种元素所做成的半导体,在CMOS上共存着带N(带 ━ 电) 和 P(带 + 电)级的半导体,这两个互补效应所产生的电流即可被处理晶片纪录和解读成影像。CMOS因为在像素的旁边就放置了信号放大器,导致其缺点容易出现杂点 ,特别是处理快速变化的影像时,由于电流变化过于频繁而会产生过热的现象,更使得杂讯难以抑制。

2.数字增益和模拟增益

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模拟增益:

芯片像素点感应光子,将光子转换为电荷,并最终转换为模拟信号。模拟信号放大的过程称之为“模拟增益”,此过程发生在模数转换之前。

数字增益:

模拟信号通过模数转换成数字信号(可计算处理的信号)。数字信号放大的过程称之为“数字增益”。
模数转换噪声是图像噪声的重要原因, 数字增益比模拟增益的增加更加容易带入噪声。

增益的应用

常态环境,比如室外阳光环境,室内强光环境,通常不会增大增益,使其保持为1x。随着环境亮度降低,需要慢慢调高增益。

增益在放大图像信号的同时,也会把噪声放大。大家可能留意到,夜景,室内光线弱等暗 态环境下摄像,图片中噪声表现尤为明显。很大一部分原因是暗态环境亮度低,摄像头进光量少,不得不增加增益值以达到合适的图片亮度,同时也带入了严重的噪声。

3、Sensor点亮流程:

1.向 sensor 原厂申请所需规格的Sensor setting,如分辨率、平台的Mclk、帧率、输出raw图的位宽、mipi_lane数,必要时说明下不能超过平台所能支持的最大mipi速率;拿到setting后,进行sensor 驱动的配置,先配置好sensor setting、I2C地址、chip_id; 拿到主板的原理图,确认硬件相关配置,根据主板原理图在dts中配置mclk、reset、pwrdn、i2c 的引脚控制;
2. 如上步骤完成后,硬件没啥问题的话,基本就可以点亮出图了,接着再根据sensor datasheet,详细配置sensor 的曝光时间,模拟增益等寄存器就可以了 ;
3.以上步骤完成后,如果有问题,用示波器看MIPI信号(也可以用万用表看一下MIPI信号线上有没有电压,实测工作时平均电压为1.1多点V,不工作时MIPI线为0V)
4.如果有mipi数据但接收不到,根据信号计算一下数据速率,看看是不是速率太快了,主控性能不够
5.HZ指时钟频率,bps指数据传输速率,两种不一定相等 比如如下MIPI接口,[email protected],那么实际上时钟频率是0.75GHZ,每条lane上的数据速率是0.75Gbps

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