什么是图像传感器?

数码相机图像传感器的大小是决定整体性能的最重要规格之一。即使是最简单的机器视觉和成像设备也有这些传感器;否则它们将毫无用处。但图像传感器到底是什么呢?

什么使数码相机成为相机?图像传感器是王道

图像传感器是一种设备，它允许相机将光子(即光)转换为可以被设备解释的电信号。第一批使用的数码相机电荷耦合器件这有利于电荷在设备中的移动，从而可以进行调制。它们是1969年贝尔实验室发明的，这是半导体研究的一个意想不到的成果。

使用类似的技术第一台商用数码相机出现于1973年。这是柯达的产品，但是从未进入大众市场当时。尽管如此，更复杂的图像传感器仍在快速发展。如今，小型但功能强大的硅基图像传感器出现在各种设备中:扫描仪、手机、网络摄像头等等。

图像传感器的内部工作原理

你的传感器越大，你的图像就越好——但它是如何工作的呢?

现在，大多数数码相机都采用了一种标准配置:在像素阵列上放置一个二维拜耳排列的RGB颜色滤镜。每个像素都有一个光电探测器，吸收过滤后的原色之一的光。除了RGB，还有专门的或遗留的过滤器安排，如CYGM。

光照射到图像传感器中的光电二极管后，“图像”被转换为电信号，并依次推到几个内部设备上:串行移位寄存器、电容和放大器。最后，进行模数转换。它将电压信号转换为可以处理和存储的二进制值。

虽然图像传感器有很多种，但CMOS传感器已经激发了当今视觉系统工程师的想象力。CMOS——互补金属氧化物半导体——允许每个像素的数据被单独读取。这提供了对图像的最复杂和粒度级别的控制。这些图像传感器可以在非常小的尺寸下运行良好，因此它们出现在摄像机、智能手机和许多其他便携应用程序中。

有几种专门的图像传感器，但直到最近，大多数都是CMOS的变体。现在，像背光传感器这样的创新技术开始出现。这些增强了图像传感器的性能，通过增加它可以捕获的光的数量。

许多组件在成像系统的工作中起着作用，但图像传感器可能是最重要的。随着传感器的日益精确，消费和工业成像的质量标准从未如此之高。