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一文了解图像传感器的分类、特点、应用场景

技术交流2020年09月09日 14:31来源:智能制造网
  作为电子设备的“眼睛”,图像传感器近年来成为市场瞩目的焦点,成为半导体行业炙手可热的一大领域。目前,CCD图像传感器和CMOS图像传感器(CIS)是被普遍采用的两种图像传感器。今天,我们就来了解下这两种传感器的特点、应用等。
 
  CMOS图像传感器产业链主要由上游的芯片设计企业,中游的晶圆代工厂、封装企业和下游的模组厂商及终端客户组成。CMOS对供应链的拉动,在上、下、中游都有体现。
 
  产品类型
 
  图像传感器两种主要的成像技术是CCD(电荷耦合器件)和CMOS。一般来看,CCD具有更低的噪声,更好的像素间均匀性,并且以较佳的图像质量而享有盛誉。CMOS传感器则提供了更高的集成度-降低了电路设计人员的工作复杂度-并降低了功耗。
 
  还有一些其他类型的传感器,比如NMOS传感器用于光谱学,微型测光仪提供红外热成像的灵敏度,而特殊应用可能会使用连接到定制放大器电路的光电二极管阵列。
 
  产品特点
 
  CCD图像传感器作为摄像器件,与摄像管相比,具有有体积小、重量轻、功耗小、寿命长、工作电压低、灵敏度高、分辨率高、动态范围宽、光敏元的几何精度高、光谱响应范围宽、抗震性和抗冲击性好、不受电磁场干扰等一系列优点。
 
  与CCD相比,CMOS具有体积小、耗电量低、售价较低的优点。与CCD产品相比,CMOS是标准工艺制程,可利用现有的半导体设备,不需额外的投资设备,且品质可随着半导体技术的提升而进步。值得注意的是,全球晶圆厂的CMOS生产线较多,量产时也有利于成本的降低。
 
  应用领域
 
  CCD又可分为线型(Linear)与面型(Area)两种,其中线型应用于影像扫瞄器及传真机上,而面型主要应用于数码相机(DSC)、摄录影机、监视摄影机等多项影像输入产品上。CCD图像传感器除了大规模应用于数码相机外,还广泛应用于摄像机、扫描仪,以及工业领域等。
 
  CMOS传感器的应用范围也越来越广泛,包括手机、数码相机、视频会议、电脑摄像头、智能型安保系统、汽车倒车视像雷达等。拿工业生产来讲,红外图像传感器正在成为许多生产流程中的关键部分。随着红外图像传感器成本的降低以及各类新技术的诞生,采用了新架构和新算法的传感器在工业生产中发挥的作用越来越大,既能节约成本,又能实现自动化。
 
  总结:
 
  近年来对于CMOS图像传感器大的拉动,莫过于智能手机的普及。据统计,2018年CMOS图像传感器智能手机领域销售额105.05 亿美元,消费电子市场销售额 15.74 亿美元,计算机领域销售额7.44亿美元,安防领域销售额12.54亿美元。随着CMOS图像传感器技术的进步,包括背照式、堆栈式等技术的兴起,以及双摄像头设计陆续出现并成为智能手机的新卖点。
 
  今后,CMOS图像传感器的市场销售额有望进一步增长。从产品的技术发展趋势来看,无论是CCD还是CMOS,其体积小型化、智能化、高像素化仍是业界积极研发的目标。将图像传感器+激光雷达组合来提供解决方案,有望赢得更多汽车厂商的青睐。
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