CMOS-Bildsensoren mit integrierten Bildverarbeitungsstufen Optimierung von SoC-Bildsensoren

Ein Vorteil von CMOS-Bildsensoren ist, dass sie in der günstigen Standardtechnik für Logik-ICs gefertigt werden können. Dadurch ist es möglich, analoge und digitale Schaltungen zusammen mit den Fotodioden auf einem Chip zu einem Bildverarbeitungs-System-on-Chip (SoC) zusammenzufassen...

CMOS-Bildsensoren mit integrierten Bildverarbeitungsstufen

Ein Vorteil von CMOS-Bildsensoren ist, dass sie in der günstigen Standardtechnik für Logik-ICs gefertigt werden können. Dadurch ist es möglich, analoge und digitale Schaltungen zusammen mit den Fotodioden auf einem Chip zu einem Bildverarbeitungs-System-on-Chip (SoC) zusammenzufassen. Die auf dem Sensor integrierten Schaltungen können z.B. Korrektur- und Signalverarbeitungsfunktionen sowie eine Datenkompression ausführen.

CMOS-Bildsensoren bieten die Möglichkeit, signalverarbeitende Elektronik zusammen mit der Photosensormatrix auf einem Chip zu integrieren. Diese Integration von leistungsarmen Schaltungen erlaubt die Herstellung von Bildsensoren mit nur wenigen Milliwatt Leistungsaufnahme. Wahlfreier Pixelzugriff, keine Überstrahlung (blooming) und keine Bildpunktverschmierung (smearing) zeichnen CMOS-Bildsensoren aus. Immer wichtiger werden CMOS-Bildsensoren mit einem erweiterten Helligkeitsdynamikbereich, da diese speziellen Bildsensoren in Umgebungen eingesetzt werden können, in denen der Anwender in der Regel keinen Einfluss auf die Beleuchtung hat. Sie eröffnen neue Anwendungsbereiche, z.B. im Automobil und in der Überwachungstechnik.

Um auch in diesem Fall dem Kameraentwickler Entwicklungszeit einsparen zu können, hat Helion die Entwicklung der IONOS-Baureihe (Bild 3) gestartet. Diese IC-Reihe zeichnet sich durch die Integration einer vollständigen Color Pipeline, einer automatischen Sensorerkennung und einer einheitlichen Benutzerschnittstelle aus. Die IONOS-Bausteine sind programmierte Einchip-FPGAs und können als fertige Companionchips verwendet werden. Bedingt durch die FPGA-Architektur können im Bedarfsfall weitere Funktionen integriert werden (ready2see-Module).

Es wird auch eine spezielle HDR-Version geben, die sowohl die HDR-Bildaufnahme (Capture) als auch die entsprechende Bildwiedergabe (BLENDFEST, der HDRI-Algorithmus) mit entsprechenden HDR-Sensoren gestattet (Bild 4).

Der Non-SoC-Bildsensor in Kombination mit dem IONOS-Baustein verhält sich damit so wie ein einzelner SoC-Sensor. Der Kameraentwickler kann sich somit auf die eigentliche Applikation konzentrieren und dem DSP wertvolle Rechenzeit zurückgeben bzw. einen günstigeren DSP-Baustein verwenden. hs