图像传感器动态范围 图像传感器动态范围是指传感器能够同时捕捉到的最亮和最暗光线信号的范围，通常以分贝（dB）或曝光值（EV）表示。动态范围越高，传感器在强光和弱光混合场景中保留细节的能力越强。 图像传感器动态范围的核心原理基于像素的满阱容量和噪声水平。满阱容量指单个像素能够积累的最大电荷量，对应于图像中最亮部分；噪声水平包括读出噪声和暗电流噪声，决定了图像中最暗部分的可识别性。动态范围计算公式为：满阱容量除以噪声水平，结果取对数后转换为分贝。 提高动态范围的技术方法包括：1. 增大像素尺寸以提升满阱容量，但会降低空间分辨率；2. 采用双增益架构，在同一帧内分别以高增益和低增益读取信号，合并后扩展亮部与暗部记录范围；3. 使用分层曝光技术，通过不同曝光时间拍摄多帧图像进行合成。 现代图像传感器通过像素级模数转换器实现局部自适应曝光。每个像素独立测量光照强度并调整积分时间，使亮区缩短曝光防止过饱和，暗区延长曝光提升信噪比。这种方案需要复杂的控制逻辑电路，但能实现超过120dB的动态范围。 拓展动态范围的最新进展包括：1. 基于事件的视觉传感器，异步记录像素级亮度变化，避免传统帧曝光的时间限制；2. 量子点-CMOS混合结构，利用量子点材料的高光电子转换效率提升弱光灵敏度；3. 三维堆叠背照式工艺，将处理电路置于光电二极管下方，增加感光面积同时集成多通道信号处理。