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(tǒng)的兩層CMOS影像傳感器由背照結(jié)構(gòu)像素層和預裝電路芯片的信號處理電路層構(gòu)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的傳感器可實現(xiàn)快速數(shù)據(jù)讀取速度,能夠捕獲高速運動中的物體的最小失真度的靜止圖像;于此同時,可支持在全高清(1920x1080像素)模式下拍攝1000幀/秒(約比傳統(tǒng)產(chǎn)品快8倍)的視頻,實現(xiàn)超慢回放。

為了實現(xiàn)高速數(shù)據(jù)讀取,用于將模擬視頻信號從像素轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號的電路已經(jīng)從2層結(jié)構(gòu)倍增到4層結(jié)構(gòu),以便提高處理能力。盡管在用于將來自圖像傳感器的信號輸出到其它LSI的接口規(guī)范中存在速度限制,但是該傳感器使用DRAM來臨時存儲高速讀取的信號,使得能夠以標準規(guī)格中的最佳速度輸出數(shù)據(jù)。因此,該產(chǎn)品僅能在1/120秒內(nèi)讀取一張1,930萬像素的靜止圖像(比常規(guī)產(chǎn)品快約4倍),從而可支持高速圖像捕獲。

該款新開發(fā)的傳感器還為設(shè)計中固有的各種技術(shù)問題提供了解決方案,例如降低在三層中的每層電路之間產(chǎn)生的噪點。盡管該傳感器采用了三層結(jié)構(gòu),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)于舊金山召開的國際固態(tài)電路會議 (ISSCC) 上,索尼公布了上述研究成果。20170208-CMOS-1傳統(tǒng)雙層堆疊式CMOS影像傳感器(上圖)20170208-CMOS-2新開發(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(nèi)首個配備了DRAM的3層堆疊式影像傳感器,能夠僅在1/120秒內(nèi)高速讀取1930萬像素的圖像

在堆疊結(jié)構(gòu)中的高速、低能耗、大容量的DRAM幫助下,該新款傳感器可以僅用時 1/120 秒就讀取一幅達1930萬像素的靜止圖像 (比傳統(tǒng)產(chǎn)品快約4倍),同時還可縮減讀取每行像素的延時。這種將靜止圖像的焦平面失真控制在最小程度的技術(shù)有很大可能會運用于因缺乏機械快門來控制曝光時間的智能手機,幫助其拍攝快速移動物體的圖像。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的慢動作視頻拍攝

該傳感器的高速數(shù)據(jù)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(tǒng)產(chǎn)品快大約 8 倍)的超慢動作視頻。正常速度拍攝下的數(shù)據(jù)和在DRAM上存儲的最大1,000 fps高速攝影下的數(shù)據(jù)將從影像傳感器導出,在外部圖像信號處理器上(以下簡稱 ISP)進行圖像處理。該技術(shù)使在智能手機上將正常速度視頻和超慢動作視頻無縫接合,拍攝出充滿活力的片段。為了確保用戶不錯過任何一個拍攝慢動作視頻的時刻,可以通過調(diào)整設(shè)置,在拍攝對象突然運動時可以被自動偵測到并且啟動高速攝影模式。因為高速拍攝數(shù)據(jù)可被存儲在 DRAM 中并以常規(guī)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)