CMOS圖像傳感器(CIS)是模擬電路和數字電路的集成。主要由四個組件構成:微透鏡、彩色濾光片(CF)、光電二極管(PD)、像素設計。1.微透鏡:具有球形表面和網狀透鏡;光通過微透鏡時,CIS的非活性部分負責將光收集起來并將其聚焦到彩色濾光片。2.彩色濾光片(CF):拆分反射光中的紅、綠、藍(RGB)成分,并通過感光元件形成拜爾陣列濾鏡。3.光電二極管(PD):作為光電轉換器件,捕捉光并轉換成電流;一般采用PIN二極管或PN結器件制成。4.像素設計:通過CIS上裝配的有源像素傳感器(APS)實現。APS常由3至6個晶體管構成,可從大型電容陣列中獲得或緩沖像素,并在像素內部將光電流轉換成電壓,具有較完美的靈敏度水平和的噪聲指標。索尼開發了大約12.40萬像素的背照CMOS圖像傳感器,“IMX226CQJ”,支持Type 1/2和4K(大約17:9的比例)。上海圖像傳感器datasheet
2009年,維納德?波利(WillardS.Boyle)和喬治?史密斯(GeorgeE.Smith)因為發明CCD(Charge-coupledDevice,電荷耦合元件,或稱為CCD圖像傳感器)而獲得了當年的諾貝爾物理學獎。諾貝爾獎委員會會長約瑟夫·諾德格倫(JosephNordgren)在宣布該獎項的新聞發布會上曾經說:“在當今社會的記錄影像的方式完全基于CCD的研究。”“這項研究的實際意義是非常巨大的……它改變了我們的生活,不僅在科學領域,而且在整個社會領域......”日本CMV4000圖像傳感器電子影像發展開始,隨著技術演進,圖像傳感器性能逐步提升。
CMOS傳感器的技術發展跟隨摩爾定律快速發展,尤其是幾年來在市場需求的推動下,關鍵技術不斷取得突破。對于用戶關注的CMOS的照度和噪點等問題,實際上可見光下CMOS的信噪比遠高于CCD。一方面,隨著國際CMOS大廠的不斷改進,CMOS還繼續在成像的通透性、對實物的色彩還原能力等方面迎頭趕上。研發了感光度增強技術,進而通過使用大尺寸傳感器提高開口率,這正是提高CMOS感光能力的直接辦法。即便是在噪音控制方面,有公司將專門的噪聲檢測算法直接整合于CMOS圖像傳感器的控制邏輯中。通過這項技術,固定噪聲就可以成功剔除了。更何況CMOS的價格遠低于CCD設備。另一方面,在ISP中采用多種技術革新,如去噪技術來提升CMOS的噪點問題。
手機領域——光學變焦趨勢:手機攝像頭過去以像素升級為主;受CMOS尺寸限制,手機攝像開始注重變焦能力。變焦有光學變焦與數碼變焦兩種。光學變焦通過光學原理調整焦距,成像畫質無損。數碼變焦就是通過軟件算法來放大/縮小,通過插值計算,成像有損,有較多噪點。為了進一步提升手機成像素質,注重變焦能力;而傳統專業相機的光學系統無法移植到手機上。手機變焦往往會采用“雙攝變焦”,采用兩個定焦鏡頭,利用其物理焦距的不同,實現變焦效果;顯然,單攝已經無法滿足對光學變焦的需求了。醫療圖像傳感器可分為CCD, CIS,a-Si FPD,a-Se FPD,SiPM。
積極布局前沿技術,實現關鍵技術引導助力國內產業發展。積極通過開發先進材料、先進工藝等途徑生產出高性能圖像傳感器。布局研發基于量子點、有機光導膜(Organic-Photoconductive-Film,OPF)材料、石墨烯-CMOS集成技術的圖像傳感器,不斷推進相關前沿技術的研發與應用,實現我國企業在圖像傳感器領域的技術引導。緊抓全球市場機遇和我國市場優勢,尋求產品的差異化應用場景。隨著未來汽車不斷地采用ADAS和AD的解決方案,汽車電子領域已成為CIS增長速度比較快的細分市場。此外,CIS在安防、醫療等場景不斷滲透。我國廠商應緊抓市場機遇,利用好我國巨大的市場優勢拓展其在汽車電子等領域的應用以及深耕無人機、智能機器人、AR/VR等細分領域,不斷豐富產品種類,尋求產品的差異化應用場景。IMX226CQJ采用約12.40M有效像素,支持12M(4:3比例)和4K(約17:9比例)。江蘇AMS機器視覺圖像傳感器下載文檔
安森美半導體已位列全球**汽車半導體供應商在汽車圖像傳感器領域更是全球***。上海圖像傳感器datasheet
根據IHS的數據,2006年全球監控攝像頭出貨量不到1,000萬部,到2016年已經超過1億部,未來將持續上升。中國是全球比較大的視頻監控市場,2018年中國市場占全球專業視頻監控設備投入的比例約為46%。未來隨著物聯網的普及以及監控攝像機的不斷發展,物聯網的出現使得監控攝像機不僅局限于機場、火車站、銀行和辦公樓等企業應用,而是成為了零售、智慧城市和智能家居的重要組成部分,以用于收集和分析大數據,安防領域的需求將持續上漲,對CMOS圖像傳感器的需求也將同步提升。上海圖像傳感器datasheet
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