巧用图象传感器模块参考设计（PRISM），简化成像装备从设计到制造的全流程

发布时间：2026-07-17 来历：转载 责任编纂：Lily

【导读】本教程缭绕安森美（onsemi）图象传感器模块参考设计（PRISM）睁开，聚焦成像装备从设计到制造的全流程优化需求，体系先容PRISM方案的焦点架构、功效模块、机能特征和生态接入方式，为成像装备从业者提供从设计到制造全流程的实操引导。本文为第一部门，将先容PRISM简介、实现全新器件开发流程、视觉体系五年夜焦点器件等。

1、 弁言：从设计到制造

立异，只管字面意为全新创造，却绝非平空而来。立异者敢于另辟蹊径，也不免遭受挫折，有时甚至是凄惨掉败。过往经验会告诉产物立异者，曾经经测验考试的方案是否可行，也会沉淀下那些从一最先或者颠末一段时间后证实行欠亨的要领与路径。

电子成像技能范畴的每一一项伟年夜新创意，都成立于现有平台之上。不管是成像产物制造范畴的新手，还有是拥有富厚经验的里手，立异都需要一个切实可行的出发点作为基础。有时，您偏偏需要如许一个基础，才能发明甚么是行欠亨的。

George Eastman于对于其1888年推出的柯达便携式手持相机举行立异改良时，寻思熟虑后患上出结论：他拥有专利的镜间快门布局，难以于多量量出产的装备中连续出产与维护。如许的洞察，Eastman也许曾经但愿本身能早三年拥有。

资料来历：美国国度档案馆

2、 PRISM简介

如今，成像平台厂商彻底可以采用立异方案，无需重新最先、反复造轮子，没必要重蹈Eastman昔时从头研发快门布局的复辙。安森美推出的Premier图象传感器模块参考设计（PRISM）平台，是一套预先优化的子体系解决方案，旨于简化数字成像产物的开发流程。PRISM为立异者提供低成本、预调校、已经优化的模块化器件，这些器件颠末精心设计、可无缝协同，专为产物原型构建量身打造。

PRISM模块

PRISM模块是一款颠末严酷测试、充实验证的高品质模块参考设计，旨于确保出众的成像机能。该模块通用性强，可适配各种工业和商用传感器，即便于客户初期样品验证阶段也能游刃有余。它经由过程采用尺度化通用接口，确保传感器之间矫捷适配、无缝切换。

安森美提供转接板，确保成像器件可与SoC平台无缝集成。对于在批量出产，基在PRISM开发的器件可轻松适配安森美图象接入体系（IAS）。云云一来，采用PRISM模块的器件可与PRISM生态互助伙伴的其他硬件转接板和开发套件集成。

PRISM有助在简化成像产物原型构建流程，加速设计进度，缩短产物上市周期。对于在乐成攻坚克难、终极实现量产的典型图象传感器件运用而言，PRISM至多可将产物上市时间缩短六个月。

安森美PRISM模块，搭载AR0830图象传感器

3、 实现全新器件开发流程

PRISM可以或许缩短设计周期、降低开发成本，解决成像产物设计师于为全新设计或者前沿的成像运用构建原型时所面对的难题。许多时辰，基础技能与架构细节往往成为成像运用设计推进的拦阻，即即是仅仅找到可协同事情、能代表终极设计的适合器件，也坚苦重重。

于任何触及光学元件的产物工程项目中，让所有部件适配有限空间并不是最年夜障碍。对于各种光学装备运行而言，光芒、空间及气流与供电一样至关主要。于处置惩罚这些周详器件时，任何因镜头景深调治掉准、传感器阵列白均衡掉效或者接口毗连不成靠所酿成的拖累都是不成接管的。

4、 视觉体系五年夜焦点器件

典型视觉体系由很多要素构成，包括光学元件（镜头）、图象传感器、传感器接口、图象旌旗灯号处置惩罚器及运用软件某人工智能（AI）。

1.光学元件（镜头）

镜头的作用是将光芒聚焦至传感器元件。而要实现高效成像，镜头必需与传感器的光学规格匹配。获取并按需调解所需的视场角（FOV）、景深（DOF）和有用传感器分辩率，均取决在器件设计师对于镜头的选型。

与所有光学相机道理同样，镜头光圈与景深呈反比瓜葛，并会影响视场不雅感。镜头光圈越年夜，景深越浅，视场角看起来越窄；反之，光圈越小，景深越深，画面清楚区域更年夜，视场角也显患上更宽。然而，缩小光圈以得到更深的景深凡是会致使分辩率降低。借使倘使图象传感器对于低分辩率场景的处置惩罚效果欠安，即便方针是出现更深的景深，终极画面仍可能恍惚不清。

2. 图象传感器元件

图象传感器是一种半导体器件，其作用是对于镜头投射到其上的光学图象举行光电转换，天生可被还有原的数字旌旗灯号。其内部集成为了由彼此联系关系的电容构成的阵列，每一个电容都是一个感光单位，即像素。

CMOS布局的基础是感光元件阵列。两个移位寄放器孕育发生脉冲旌旗灯号，别离节制程度与垂直扫描电路，按行、列依次对于每一个元件举行寻址。这些电路可对于每一一行元件先履行复位，然后从头扫描。于复位与扫描之间，每一行像素会对于入射光举行光电荷积分。体系会采用响应的快门机制：可所以卷帘快门这种机械快门，也可选用电子快门（逐行扫描相机凡是采用电子快门，无需举行旌旗灯号隔行扫描）。

3. 图象旌旗灯号处置惩罚器（ISP）

图象旌旗灯号处置惩罚器（ISP）对于图象传感器收罗的原始数据举行数字化处置惩罚，并将其从头注释为实用靠得住、偏差极低的数据格局。ISP凡是负担的处置惩罚使命包括：去马赛克、降噪、色采校订、伽马校订等。

4. 传感器/处置惩罚器接口

物理接口卖力确保图象传感器与图象旌旗灯号处置惩罚器地点的片上体系（SoC）之间实现完备、流通的通讯。因为这两类器件于设计与制造中采用差别行业尺度，凡是会衍生出多套自力接口规范，业界经常使用尺度多达五种以上。

5. 运用处置惩罚器（AP）

运用处置惩罚器（AP）是成像体系的焦点数字处置惩罚单位。该器件也可集成图形处置惩罚器，用在于显示器或者屏幕上衬着画面；同时集成数字旌旗灯号处置惩罚器（DSP），以实现图象加强、图象处置惩罚等专门的处置惩罚功效。装备所采用的、供用户操作的软件或者固件，均由AP同一调理。

未完待续，后续推文将陆续先容评估套件、AP1302协处置惩罚器、多种图象传感器等。