pfm传感器是什么意思 CMOS图像传感器——高动态范围

发布时间：2024-11-23 23:11:09

CMOS图像传感器——高动态范围

东莞敏威光电科技有限公司（http://www.dgmv.cn/）是由华南理工大学研究生团队于2014年11月在东莞製造業之都——广东東莞成立的高科技型公司。公司主营范围为：机器视觉、节能环保、光机电、自动化等产品与配件，同时提供机器视觉软件、工控软件的集成、开发、咨询、销售于一体服务。

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动态范围是CMOS 图像传感器中很重要的一项评价指标。动态范围指示了CMOS 图像传感器能够在同一帧图像中同时探测到的最大光强信号和最小光强信号的范围。动态范围通常用dB 形式来表示，其计算公式如下其中Pmax 和Pmin 分别是最大非饱和光强与最小可探测光强。对于线性响应的传感器来说，最大非饱和光强对应满阱容量，最小可探测光强对应底噪声，那么动态范围也可以用满阱容量除以底噪声（e-）来计算。CMOS 图像传感器因为受到满阱容量、曝光时间和噪声的限制，其动态范围通常60~70dB，但是人眼的动态范围在100dB 以上，所以传感器所拍摄的内容很难准确还原人眼所观察到的场景。在一些特定领域，如汽车电子、安防监控等，也需要传感器的动态范围达到100dB 以上。那么为了扩展图像传感器的动态范围，近20 年来提出了很多的方法和技术。除了降低Pmin 来扩展动态范围，更为常用的动态范围扩展技术是提高Pmax。人眼的动态范围高达100dB 以上，远高于普通的图像传感器。人眼拥有以下三种机制来达到如此大的动态范围。首先，人眼中有两种细胞在感光，一种是视锥细胞，另一种叫视杆细胞，两种细胞对光的响应度是不同的，能够分别感测到高、低光照部分的信息。其次，人眼的响应与光强的关系并不是线性的，而是呈现对数形式的，所以人眼在高光强下敏感度比较低，不容易饱和。最后，人眼还能够根据所观测场景的亮度自动调节进光量，相当于平移光响应曲线。综合以上工作机制，人眼能够获得很大的动态范围。基于人眼的感光机制，图像传感器也可以采取类似的方法来获取大动态范围。主流的动态范围扩展技术分为五类：多灵敏度、对数光响应、阱容量调整、饱和探测和多次曝光。一、多灵敏度前面提到人眼中有两种感光细胞，这两种细胞的感光度不同，就能获得大的动态范围。那么在CMOS 图像传感器的中，可以在一个像素中同时集成具有高低灵敏度探测能力的两个光电探测器来模拟人眼这种机制来实现大动态范围。在明亮条件下，低灵敏度的光电探测器工作，而在暗环境下，高灵敏度的光电探测器工作。这种方式与人类视觉系统是很类似的。还有方案是将CMOS 图像传感器像素中，PD 是高感光度的光电探测器，而将FD 作为低感光度的探测器。在明亮条件下，一些光生载流子通过衬底扩散到FD 区域，并且被FD 收集，成为能够响应强光的电荷。二、对数光响应对数光响应传感器将需要很高电压摆幅才能探测的光强通过对数形式压缩，在相同的电压摆幅范围内，实现更大的探测范围。目前对数传感器通常是在像素中增加一个工作在亚阈值的晶体管来实现对数响应。除了通过像素改进输出对数响应，还有通过把ADC 的量化曲线修改成指数的关系也可以输出对数光响应。对数传感器的限制因素主要在于工艺失配、低光下的噪声和图像拖尾。这些问题都是由对数传感器中的亚阈值工作的晶体管引起的。因此很多研究都在关注如何消除对数传感器的FPN。为了解决低光下对数传感器噪声特性差的问题，一些研究提出了线性-对数响应的传感器。在低光强条件下传感器呈现出线性响应，而在高光强条件下传感器的光响应表现为对数形式。因为低光照条件下线性响应通常表现出更好的信噪比和FPN 等特性，所以低光照成像能力得到提升，而高光照条件下对数响应又能够保证传感器有足够的探测范围。因此这种线性-对数响应传感器是对数传感器的重要改进。三、阱容量调整阱容量调整方案就是在曝光期间调整PD 的满阱容量，来改变光响应曲线。在这个方案中，需要用到一个用于电荷泄放的漏极（over-flow drain，OFD）。通过调整积分区域和泄放漏之间栅极的电压来将光响应曲线调整为非线性。当照射到图像传感器足够强时，光电二极管就会饱和，通过逐渐减低泄放漏极的阱电势，释放部分光生电荷，强光就不容易使像素饱和，同时弱信号也能够保留下来。这种方法在3T 和4T 有源像素中实现起来都非常容易，而且在低光条件下它具有很好的信噪比特性。上面通过调整PD 的电荷容纳能力来提高动态范围，但是当PD 足够大时，满阱容量的限制主要在于转换节点FD，所以调整转换节点也能够获得大动态范围特性。常见方案是在FD 旁增加一个小电容CS。暗光下只用FD 来获得高灵敏度信号，强光下用FD+CS 来获得更大的阱容量来提高强光信号探测能力，所以传感器不仅在暗光下拥有高灵敏度，其动态范围也得到了保证。四、饱和探测饱和探测方案是通过检测积分信号或者积分电荷，当其达到某一阈值就将像素复位，再继续探测，如此重复进行，最后输出未饱和的信号和记录下的复位次数。饱和探测方案在工作过程中将部分信号转换为了数字量，所以其对信号摆幅的依赖要远小于普通的APS 像素，也就是说这种方案可以在满阱容量受限的条件下，实现大的动态范围。饱和探测的具体实现方案主要分为脉冲宽度调制型（pulse width modulation，PWM）和脉冲频率调制型（pulse frequency modulation，PFM）像素。脉冲宽度调制型传感器是探测信号达到某一阈值的时间从而将这一时间转化为一个宽度可调的脉冲，并且用计数器记录这一脉冲宽度所占用的时钟数，最终用这个时钟数来表示光强。现有研究发现PWM 型像素更加适合深亚微米工艺的低电压、低功耗设计。PWM 型传感器动态范围主要取决于暗电流水平和计数时钟的频率，所以其动态范围的限制因素要比普通APS 要容易小的多，所以PWM 传感器更容易获得大动态范围。脉冲频率调制PFM 型传感器的是当PD 电压达到某阈值时即对PD 进行复位，再次积分，如此重复工作。PFM 型图像传感器的动态范围限制与PWM 类似，最低探测光强都是受限于暗电流，而最高探测光强，PFM 传感器是受限于复位时间。五、多次曝光技术多次曝光技术是一种对目标场景进行长短不同多次曝光，并将多次曝光得到的图像合成为一幅图像的动态范围扩展技术。这种动态范围扩展方法不需要修改传感器结构，只是简单的时序调整，所以其易于实现，扩展效果好，是一种常用的动态范围扩展技术。常见方案是在一帧的曝光时间内插入多个不同的短曝光时间。这种曝光方案按照先长曝光后短曝光顺序依次进行所有的短时间曝光和读出。在这种方案中，像素复位之后，先进行最长曝光，长曝光信号读出并开始短曝光，在短曝光的读出阶段，像素开始更短时间的曝光，后面如果还有更多次的短曝光就完全以此方式完成所有的短曝光操作。对于多次曝光，还有许多其他方案，这里仅抛砖引玉。————————————————如有侵权请联系本人删除

金属检测系统

sesotec 带有集成输送带的金属检测系统

逐块安全地去除金属污染物。我们用于输送带的隧道金属检测器使您能够检测散装货物中的金属污染物，并快速，可靠地分离出受影响的产品。为消费者，您的机器和您的形象提供有效的保护。

带有集成输送带的金属探测器是多合一系统，由隧道金属探测器，输送带和可选的剔除机构组成。它们可以毫无问题地集成到现有生产线中。我们的系统提供了坚固，卫生的输送带技术，以及超精确的金属检测和极其简便的处理。模块化设计可为您和您的产品量身定制定制解决方案。有关Sesotec金属探测器工作原理的更多信息，请点击此处。

多同步频率技术和数字信号处理可确保在整个隧道区域内实现佳检测。

INTUITY系列或GLS的卷取技术具有极短的无金属区域，可使用非常短的传送带长度。

带有“检测停止”功能的传送带控制单元和金属检测过程中的各种分离系统有助于广泛使用产品。

紧凑的金属检测系统适用于检查承重达50公斤的散件，并用于干燥和潮湿的地方。

由不锈钢制成的稳定，开放的设计允许按照卫生要求进行布线，并确保顶部扫描灵敏度。

我们提供专为食品工业设计的传送带。

卫生设计

斜边使水可以流走

开放轮廓（无圆管）

没有死角，灰尘和污垢可以聚集

因此，我们的系统符合行业准则，例如食品标准。

带有直观导航的触摸屏使您能够快速轻松地为不同的应用程序配置我们的系统。实际上排除了操作错误。

AuditCheck功能以自动化流程测试和记录检测。

可导出的受密码保护的系统日志，或者可以选择直接连接到公司网络，以确保必要的数据交换。

菜单指导的验证系统使质量控制符合HACCP，IFS和BRC标准。

拒绝系统的示例

设计和替代配置

输送带

使用的材料符合食品工业的卫生要求。我们提供干湿两种型号。

可变单位尺寸

标准皮带宽度为200至500毫米，有效孔径高度为100至350毫米，因此可以检查各种产品。

不同的分离系统

根据需要检查的产品的不同特性，可以使用不同的分离系统，包括推动器，鼓风喷嘴，旋转臂，收回皮带和废品折板。

房屋/表面

即使在特殊的卫生要求和机械负载方面，我们也提供了正确的外壳和表面处理选项。

定制

高度灵活的设计使系统可以适应特定产品和生产设置的需求。

制品

VARICON +

输送带应用的金属检测系统

产品手册

VARICON COMPACT

紧凑的金属检测系统，适用于传送带应用

产品手册

UNICON +sesotec+sesotec

金属检测系统，可满足客户特定的应用

产品手册

Turck

LI600P0-Q25LM0-LIU5X3-H1151 Nr.1590006

接近开关

位移传感器

Di-soric

BEK 1-P14R-G5TI-IBS

接近开关

LED指示灯

Di-soric

BEK 1-P14R-G5TI-IBS

接近开关

LED指示灯

hydac

EDS 346-3-040-000

压力开关

压力传感器

hydac

EDS 346-3-040-000

压力开关

KUEBLER

8.5820.4512.4096

编码器

Vahle

KDS 2/40- 9-14,NO:168087

集电器

碳刷

RLS

LM10IB010DA10F0M

扫描仪

光学测量仪零件(读数头)

SCHNEIDER

LTMR 100 PFM

感应传感器

自动控制器

SCHNEIDER

LTMR 08 PFM

感应传感器

自动控制器

hydac

HDA 4745-B-250-000

压力变送器

ed-k Dipl.-Ing. Hubert Kreis

Kelvin-Messleitungen

配件

电缆

Sommer-automatic GmbH & Co. KG

GP75-B

工件夹具

STROMAG

Typ: 29 BM-199/499

限位开关

感应传感器

BARKSDALE

TS2000/0+100C/2SP/,part No.0628-002

压力传感器

温控器

Bucher

SDRPSA-516P-EY-10-24V

减压阀

Baumgartner

AVS G1-9078

阀门

减压阀

Baumgartner

AVS G1-9078

减压阀

Baumgartner

AVS G1-9078

阀门

减压阀

parker

ZUDB1PT2Z07K

液压阀

油压传动阀

EDAG

RF-09-01.09-01

滚压头附件

滑轮

Knick

P27000H1-S001

隔离放大器

SILL

S5SET0020

固定座

工业相机镜头用安装支架

Hawe

VB 11 ADV 11-Z 13/80-1-G 24

油压传动阀

Rexroth

R911285595 FWA-EODR3-FGP-03VRS-MS

软件

Heraeus

114764/10

加热器（烤灯）

加热器

NETTER GMBH

PKL 190/6

门环

筛选机用气动振荡器

GMC-I

SINEAX-P530 690V 5A 50HZ

变送器

隔离放大器

GMC-I

SINEAX P530 100V 5A 50HZ 0-866W

变送器

隔离放大器

SCHMERSAL

SRB-NA-R-C.35/WE 3,0 sec. ��101192020

自动控制器

tunkers

PKS 16.1 A00 T03 105Grad

工件夹具

KLAUS POTTER

LM 96-24.2（902382412）

压敏电阻

感应传感器

SICK

DFS60A-S4AK16384

编码器

SICK

DFS60A-S4AK16384

编码器

HAINBUCH GMBH

sk80bzigr24,0

夹具

工件夹具

P+F

RLK23-1527, Nr.419489

模块

感应传感器

Turck

FCS-G1/2A4P-VRX/230VAC Nr.6870094

流量传感器

Sommer

MGP806N

工件夹具

Rexroth

R901151293

油压传动阀

PREH

P20VR-200BAR

压力变送器

压力传感器

Rexroth

R911244797 ,INS0381/L35 (CN-04+7S-ROUN-BAYON-700V)

电缆接头

插头

ME-Messsysteme GmbH

KM10 100N

传感器

负荷传感器

Murrelektronik GmbH

85087

电源

kendrion

WSB003.564200

电磁铁

KUHNKE

D24 BOR-F DS9420 205VDC 100%ED

电磁阀

电磁铁

Rotronic

HP22-A

手持式数据采集器

温度计

Gesellschaft Waerme Kaeltetechnik mbH(GWK)

9071114

主板

SMW-AUTOBLOK Spannsysteme GmbH

LPS-XA50 197376

位置传感器

位移传感器

SMW-AUTOBLOK Spannsysteme GmbH

Typ LPS-X-A-50-Analog Id.-Nr. 197376

位移传感器

B&R Industrie-Elektronik GmbH

7CM211.7

总线模块

自动控制器

Inelta

IMA 2 - LVDT 2,5B 24V 4-20mA Nr.508573

位置放大器

隔离放大器

casappa

PLP20.14D0-12E2-LEB/EA-N-EL

泵

齿轮泵

casappa

PLP20.14S0-12E2-LEB/EA-N-EL

泵

齿轮泵

ERO ELECTRONIC

LFS931113000

压力开关

自动控制器

Wiesemann & Theis GmbH

Com-Server Highsp art-nr 58631

通讯模块

Honsberg

MR1K-020GM004-212

流量开关

流量传感器

PMA Prozess- und Maschinen-Automation GmbH

KS42-100-00000-000

温控器

SAB BROECKSKES

T421-011-192

温度传感器

Honsberg

HD1KV-015GM012

流量开关

流量传感器

specken drumag

typ PL3-05020

模块

工件夹具

Drumag

F33-C8-G00

管接头

noeding

P121-4A8-F3K

压力变送器

Honsberg

RRI-025GVQ080V10KPS-10

流量计

流量传感器

JVL

CON15

接线板

总线模块

Sensortechnics

CTE9025GY1-X 0-25barg,1-6V,G1/8"o.Fitt.

压力传感器

LARIUS

7211

减压阀

油压传动阀

HEDI

K325N2TFI

电缆

Hydro-Mec

Type:P511A-F

减速箱

齿轮箱

Mankenberg

EB1.12 3/4*16ST-6FV

排气阀

ATB

Motor Typ: ABF71/2A-7R

电机

GROSCHOPP

WK1700501 Nr:9197899 D632

电机

EMHART

M233 120

衬套

工件夹具

HAINBUCH

SK65BZIG clamping diameter=D29.60 depth=L13 Through Hole=D18

夹具

工件夹具

hilscher

NT 50-DP-RS

通讯模块

总线模块

SCHMERSAL

MZM 100 B ST2-1P2PW2RE-A-2781-7 Art.-Nr. 103000551

安全开关

感应传感器

AirCom

R03-04J6

减压阀

Gesellschaft Waerme Kaeltetechnik mbH(GWK)

9071114

主板

Gesellschaft Waerme Kaeltetechnik mbH(GWK)

9071114

主板

Rexroth

ZDR 10 VP5-3X/200YM

油压传动阀

Rexroth

ZDR 10 VP5-3X/200YM

阀

油压传动阀

FSG

PW70dA AN:1708Z03-065.011

电位器

FSG

PW70dA AN:1708Z03-065.011

电位器

air torque GmbH

PT0200DAF05F0714LX

气动阀

油压传动阀

Tippkemper

IRF-04XS175 24VDC

传感器

Wittwer

2.0.0.0313

薄膜控制面板

ATOS

DHA-0631/2/M/7-24DC

阀

油压传动阀

ATOS

DHA-0631/2/M/7-24DC

阀

油压传动阀

Vision & Control GmbH

FAL02-R 1-15-300

光源

报警指示灯

ATOS

LIMHA-4/350/V 32

阀

Ahlborn Mess- und Regelungstechnik GmbH

FVA645GV100QT

流量计

流量传感器

Turck

RU30-M18-LIX-H1141 No. 1810005

接近开关

KUEBLER

8.5820.4512.4096

编码器

hydac

HDA 4245-G-400-000

压力传感器

压力变送器

Turck

FLDP-OM16-0001，6825327

总线模块

parker

V-ZUDB1PT2Z07E

溢流阀

油压传动阀

parker

V-ZUDB1AT2Z07E

溢流阀

油压传动阀

Schlick

22253

喷嘴

Schlick

22253

喷嘴

ametec

H-9.405 （Gewinde: M24 x 3 RH ）

液压螺母

工件夹具

ATOS

RZMO-A-030/50

阀门

油压传动阀

Stoeber

XEA5001

总线模块

GEFA Processtechnik GmbH

HG1STG DN 250 Dichtsatz DN 250 für Serie HG1/HG7

蝶阀维修包

hydac

EDS3448-5-0400-000

压力传感器

EGE

SC440/1-A4-GSP

流量计

流量传感器

fischer

MS1108VA00B10000

压力传感器

KLASCHKA GMBH. & CO.KG

BVLG7/5-3

电缆

EGE

SC440/1-A4-GSP

流量开关

流量传感器

EGE

SC 440-A4-GSP Nr.P10521

流量开关

END-Armaturen GmbH & Co. KG

VT451406

三通阀

球阀

Aerzener

170836000

过滤器

滤芯

END-Armaturen GmbH & Co. KG

VT451406

三通阀

球阀

schmalz

SCP 20 NC AS，No.10.02.02.00622

真空泵

PHOENIX MESSTECHNIK GMBH

PHONIX 7400064

液压阀

感应传感器

BTSR

IFX-C04-P

传感器

感应传感器

AXIOMATIC

RSD-DR-10V-2A

放大器

自动控制器

microsonic

MIC+25/DD/TC

接近开关

AEG

AM 80Z CA 4 （B5 flange mounted ）

电机

greisinger

GPHU 014 MP / BNC Nr.90278011

PH计

Lenze(Wistro)

17.0.05 33

风扇

离心通风机

SCHNEIDER

LTMR08EBD

自动控制器

Preh GmbH

P20VRSFQ 0-100Bar

压力变送器

burocco

1ADC3AACM1D2 DN32 PN16

阀

DOLD

IP9077.39/001 3AC100V 0,1-20S S-nr：0055608

继电器

自动控制器

DOLD

IP9077.39/001 3AC100V 0,1-20S S-nr：0055608

继电器

自动控制器

FAMATEC

02.001.006

液压缸

legrand

44268

变压器

SIETC

720.4511

止回阀

B&R Industrie-Elektronik GmbH

X20AT6402

控制模块

总线模块

B&R Industrie-Elektronik GmbH

X20AT6402

控制模块

总线模块

B&R Industrie-Elektronik GmbH

X20AT6402

控制模块

总线模块

NILES

47.251.10.00050

拖链

FRONIUS Deutschland GmbH

4,300,042,199

地线

电缆

FRONIUS Deutschland GmbH

4,300,042,199

地线

电缆

FRONIUS Deutschland GmbH

4,300,042,199

地线

电缆

FRONIUS Deutschland GmbH

4,300,042,199

地线

电缆

SMW

12442

卡爪

工件夹具

SMW

12442

卡爪

工件夹具

KOBOLD

VKA-3105R0R25B

流量计

流量传感器

KOBOLD

VKA-3104R0R25B

流量计

RSF

ART,Nr:99005905H760

编码器

SICK

C2MT-01224BBC03BB0

光栅

红外光栅

Baumer

BHF 16.24K60-12-A（11106970)

编码器

hydac

DFF BN/HC 110 T C 10 B 1.0 nr：319922

过滤器

Hawe

D4-1R

油压传动阀

hydac

HDA 4745-A-400-000

压力变送器

hydac

HDA 4745-A-400-000

压力变送器

SCHUNK

340010

工件夹具

hydac

EDS348-5-016-000+ZBE08

压力传感器

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CMOS图像传感器——高动态范围

金属检测系统

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