avbildningssensorer

Avbildningssensorer är elektroniska enheter som omvandlar ljus till elektriska signaler och utgör kärnan i digitala kameror, videokameror, smartphones och maskinvisionssystem. Genom att mäta ljusstyrkan vid många bildpunkter bildas en digital bild som sedan kan bearbetas, komprimeras och lagras.

De två dominerande teknologierna är CCD (charge-coupled device) och CMOS (complementary metal-oxide-semiconductor) bildsensorer. CCD-sensorer har historiskt setts som ge bättre bildkvalitet och låg brusnivå, men kräver ofta mer kraft och kostnad. CMOS-sensorer används i dagens produkter tack vare lägre strömförbrukning, större möjligheter till på-sensor bearbetning och enklare integration med processorhårdvara. Moderna avbildningssensorer består av ett pixelarray med fotodioder och olika per-pixel funktioner för signalomvandling.

Färgseende uppnås oftast med färgfiltrering, exempelvis Bayer-mönster, där varje pixel fångar ljus i en viss färgkomponent och färgbilden rekonstrueras senare i bildbehandlingen. Andra viktiga tekniker är bakbelysta sensorer (BSI) som ökar kvantvärdet, microlens-strukturer för bättre ljussamling och antireflexbeläggningar. Viktiga prestandaegenskaper är upplösning, pixeldimension, dynamiskt omfång, kvanteffektivitet och brus (läs- och mörkerbrus). Slutartiden kan vara rullande (rolling shutter) eller global (global shutter), vilket påverkar hur snabba rörelser fångas.

Sensorstorlekar varierar från små 1/2.3-tums sensorer till fullformat 36×24 mm. Storleken påverkar skärpedjup, ljuskänslighet och brus. Avbildningssensorer används i allt från konsumentfotografi och videoproduktion till industrimaskinvision och fordonskameror (ADAS). Framtida trender inkluderar högre dynamiskt omfång, bättre lågljus-prestanda, stackade och flerlagers sensorer samt ökad on-sensor bearbetning och AI-funktioner.