传感器优化方法 夜视应用示例

1. 简述 夜视技术市场涵盖了广泛的应用，主要目的 在于给操作员提供视觉辅助分析。通常要求系统具有良好的便携性以及低功耗。现代的夜视系统已数字化并带有高端图像处理功 能，可以实现模糊场景分析。在这样的要求 下，图像传感器本身的性能就变得极其重 要。理想状况，极度低光照状态下每一个光 子都必须转化为有效信号，从而最终图像可 以清晰分辨所有细节。本文章对主要用于评 估低照度性能的传感器关键参数、建模和度 量法作出探讨。

2. 传感器特征 本文工作是基于 Teledyne e2v 一款用于低照 度科研 CMOS 图像传感器（CIS）， 560 万像 素分辨率（2440x2304） 。其像素为 6.5 微 米，支持全局快门跟卷帘快门模式，最大速 度为 88 帧每秒。这一单芯片架构属全数字并 为非常低噪声应用作出优化。这一 CIS 能 够在全速卷闸快门下实现亚电子时间噪声， 并在全局快门下实现 5 电子时间噪声。

这一传感器最初是基于标准 CMOS 工艺设 计，然后转移到特定的厚和高阻抗硅物料 (HiRes)以实现从可见光到近红外(NIR)更高 灵敏度和良好的空间分辨率和更大的量子效 率(QE)。像素的微透镜以零缝隙(zero-gap) 方法优化，实现最大 80%的量子效率。专有 的像素彩色马赛克阵列或单色阵列，使得传 感器适用于日间和夜视应用。

其它测试器件(DUT)的低亮度性能在表 1 中 做了比较。

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