摄像头芯片CMOS图像传感器(CIS)行业报告(123页PPT)精选版.docx
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1、登陆获取本报告及更多卓越报告。)图像传感器的历史沿革 1873年,科学家约瑟美(JOSePh May)及伟洛比史密夫 (WilloughbySmith)就发现了硒元素结晶体感光 后能产生电流,由此, 电子影像发展开始,随着技术演进,图像传感器性能逐步提升。 90年代末,步入CMoS时代。CMOS图像传感器走向商业化 1995年2月,Photobit公司成立,将CMOS图像传感器技术实现商业 化。 CMoS图像传感器经商业化后,发展迅猛,应用前景广阔,逐步取代CCD 成为新潮流。CMOS图像传感器的广泛应用 2001年月,PhOtObit被美光科技公司收购并获得许可回归加州理工 学院。与此同时
2、到2001年,已有数十家竞争对手崭露头角,例如 Toshiba, ST Micro, Omnivision, CMOS图像传感器业务部分归功于早 期的努力促进技术成果转化。后来,索尼和三星分别成为了现在全球市 场排名 第一,第二。CMoS传感器逐渐成为摄影领域主流,并广泛应用 于多种场合。CMOS图像传感器全球市场规模 2017年为CMOS图像传感器高增长点,同比增长达到20%。2018年,全 球ClS市场规模155亿美元,预计2019年同比增长10%,达到170亿 美元。 目前,ClS市场正处于稳定增长期,预计2024年市场逐渐饱和,市场规 模达到240亿美元。报告节选:CMOS图像传感器
3、CMOS图像传感器(CIS )是模拟电路和数字电路的集(CF),光电二极管(PD ).像素设计。Lcsg微透镜:具有球形表面和网状透镜;光通过微透镜 时,ClS的非活性部分负责将光收集起来并将其聚焦 到彩色滤光片。彩色滤光片(CF ):拆分反射光中的红、绿、蓝(RGB )成分,并通过感光元件形成拜尔阵列滤镜。Bayer阵列滤镜与像素感光元件上的每个方块代表一个像素块,上方附着 着一层彩色滤光片(CF ) , CF拆分完反射光中的 RGB成分后,通过感光元件形成拜尔阵列滤镜。经 典的Bayer阵列是以2x2共四格分散RGB的方式成像 Quad Bayer阵列扩大到了4x4 ,并且以2x2的方式
4、将RGB相邻排列。滤镜上每个小方块与感光元 件的像素块对应,也就是在 每个像素前覆盖了一个特定 的颜色滤镜。比如红色滤镜 块,只允许红色光线投到感 光元件上,那么对应的这个 像素块就只反映红色光线的 信息。随后还需要后期色彩 还原去猜色,最后形成一张 完整的彩色照片。感光元件一Bayer滤镜一色彩还原, 这一整套流程,就叫做Bayer 阵列(I前照式(FSl)与背照式(BSI)早期的QS采用的是前面照度技术FSl ( FRONT-SIDE I (PD )间夹杂着金属(铝,铜)区,大量金属连线的; ,阻碍了相当一部分光线进入到下一层的光电二极管( 度技术BSl ( FRONT-SIDE ILLU
5、MINATED )的结构下 的背面,意味着经拜尔阵列滤镜收集的光线不再众多4 BSI不仅可大幅度提高信噪比,且可配合更复杂、更大前面照度技术(FSl)CIS参数帧率帧率(Frame rate ):以帧为单位的位图图像连续出I 而想要实现高像素ClS的设计,很重要的一点就是Anal 和处理电路,便无办法以高帧率输出出来。传统CIS架构多组共月索尼早于2007年 ChUarfgarl发布了首款 EXmor传感器。Exmor 传感器在每列像素下方 布有独立的ADC模数转 换器,这意味着在QS芯 片上即可完成模数转换, 有效减少了噪声,大大 提高了读取速度,也简 化了 PCB设计。CMOS图像传感CM
6、oS图像传层CMoS图像传感;韦尔股份(豪/CMOS图像传感器全球市场规模 2017年为CMoS图像传感器高增长点,同比增长达到 预计2019年同比增长10% ,达到170亿美元。目前,ClS市场正处于稳定增长期,预计2024年市场退2500020%20152016201720182019e市场规模汽车图像传感 后视摄像(RV( 为5100万台 FV/MV全球名 万台,此后, 销量可达40090 “ 单位:百7后视摄像(RVC)全方位视图系 统摄像机监控系统(SVS)DMS/IMS 系统70602016ClS应用车载领域 一 一 , -* - - - 一 一 一车载领域的ClS应用包括:后视摄
7、像(RVC),全方位视图系统(SVS),摄像机监控系统(CMS),FV/MV , DMS/IMS系统。车载领域一HDR技术方法 HDR解决方案,即高动态范围成像,是用来实现比普i 时间复用。相同的像素阵列通过使用多个卷帘(交错卜 器兼容的最简单的像素技术。缺点:不同时间发生的书 空间复用。单个像素阵列帧被分解为多个,通过不同白 单帧中的运动伪影比交错的运动伪影少。缺点:分辨W 一微透镜的多个光电二极管。优点:在单个多捕获帧q 非常大的全井产能。时间复用技术ReadeShortRead Medl Reset ShortRedLongl ResateMedRest-Log车载领域一闪变抑制技术IB
8、多个集成周期(时间多路传输)。在每个整合期内对3 比LED源频率更高。多个光电二极管(空间多路复用)。使用较大的光电二 电二极管在整个帧时间内集成(减轻LED闪烁)。每个像素由两个光电二极管构成。其中包含一个大的5不灵敏光电二极管可在整帧中合并,从而减轻LED闪灼 势在于更大更复杂的像素架构、更复杂的读数和电路员闪变抑制技2谱灵敏度不匹配。车载领域阵列摄像机阵列摄像机是一种新兴的摄像机技术,是指红外灯白 备,可能是可行的LED检测解决方案。用于LED检测的低灵敏度摄像头可以实现图像融合的 主要优势在于亮度高、体积小、寿命长,效率高,引应用于车载端的阵列摄像机Zos-N ANNS O-OAr-A
9、车载领域一机器视觉传感器技术趋势全局快门。CMoS传感器有两种快门方式,卷帘快门不 读取速度,每列像素数量可达数千。任何一个转换器娄 高了帧速率。但整个传感器阵列仍必须转换为一个一Z 焦平面快门一样,卷帘快门对高速运动的物体会产生耳 慢,变形会更加明显;全局快门则大大改善了应用于1改进的近红外(NIR )响应、高灵敏度滤色片阵列(R 处理、3D成像。应用于高度运动对象时的变形问题CIS应用一手机领域手机市场成长:智能手机智能手机多镜头应月尽管2019智能手机销量低迷,手机图像传感器的彳随着多镜头相机变得越来越普及,以及传感器尺二 有比以往更具价值的传感器型号。手机领域手机摄像头发展史主摄像头:
10、第一部拍照手机智能手机双摄/智能手机时代到来,主摄像头素质不断提升;目前,前置摄像头:自拍3D-sensing :前置摄像头素模组尺寸20mm x IOmm $20IOmm x IOmm 3Smm x Smm15Imm x Imm11拍照手机夏普2000年推出首部拍照手机双摄多摄G智能手机提升力后置摄像头:尺寸缩小前置摄像头:开始出现I尸Event #3自拍前置摄像头尺寸变大2000200520102015手机领域一手机摄像模组摄像模组构成:一 II镜头组+对焦马达+红外线滤SbKIlluminatConnectFlex-rigi1MQShVoice CcLenses S摄像模组CMOS决定照
11、片月手机领域主摄像素升级iPhone4iPhone55s6iPhone6siPh(5M单摄12M单摄8M单撮2013-201420152220102012-201420152(8M单摄1212M13M主摄 13M8M)Rft12M切 12M17M7VgP6P7/P8P9手机领域一CMOS迭代升级 随着技术的发展,越来越多的手机开始注重拍照的日 卖点之一。抛开镜头差异,成像质量与CMOS大小月 随着技术的发展,手机的CMOS也在日益增大,1/1 择。而更多手机也用上了 1/2.3英寸级的传感器。 作为手机CMoS最大的上游供应商,也研发出了堆走 增加了一层DRAM动态存储器,从而让感光元件具SO
12、NY1MX400CMOS : 1/23 单位像素:l22mIMX363CMOS面积:1/2.55单位像素:1.4mIMX519CMoS面积:1/2.6单位像素:122m1200万像素1600万32000万像素手机领域一光学变焦趋势 手机摄像头过去以像素升级为主;受CMOS尺寸限制 变焦有光学变焦与数码变焦两种。光学变焦通过光学 件算法来放大/缩小,通过插值计算,成像有损,有电 为了进一步提升手机成像素质,注重变焦能力;而传 往往会采用双摄变焦”,采用两个定焦镜头,利用 无法满足对光学变焦的需求了。三摄iPhone7p %plO华为p20长焦短焦双噩彩色+黑白双摄 彩色广角黑白广角彩色长焦2倍光
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