|CMOS图像传感器科普( 三 )


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【|CMOS图像传感器科普】前照式(FSI)与背照式(BSI)
早期的CIS采用的是前面照度技术FSI(FRONT-SIDE ILLUMINATED) , 拜尔阵列滤镜与光电二极管(PD)间夹杂着金属(铝 , 铜)区 , 大量金属连线的存在对进入传感器表面的光线存在较大的干扰 , 阻碍了相当一部分光线进入到下一层的光电二极管(PD) , 信噪比较低 。技术改进后 , 在背面照度技术BSI(FRONT-SIDE ILLUMINATED)的结构下 , 金属(铝 , 铜)区转移到光电二极管(PD)的背面 , 意味着经拜尔阵列滤镜收集的光线不再众多金属连线阻挡 , 光线得以直接进入光电二极管;BSI不仅可大幅度提高信噪比 , 且可配合更复杂、更大规模电路来提升传感器读取速度 。
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CIS参数——帧率
帧率(Frame rate):以帧为单位的位图图像连续出现在显示器上的频率 , 即每秒能显示多少张图片 。而想要实现高像素CIS的设计 , 很重要的一点就是Analog电路设计 , 像素上去了 , 没有匹配的高速读出和处理电路 , 便无办法以高帧率输出出来 。
索尼早于2007年chuan'gan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CIS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图像传感器的应用
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CIS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 , CIS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 。
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CIS应用——车载领域
1.车载领域的CIS应用包括:后视摄像(RVC) , 全方位视图系统(SVS) , 摄像机监控系统(CMS) , FV/MV , DMS/IMS系统 。
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2.汽车图像传感器全球销量呈逐年增长趋势 。
3.后视摄像(RVC)是销量主力军 , 呈稳定增长趋势 , 2016年全球销量为5100万台 , 2018年为6000万台 , 2019年预计达到6500万台 。
4.FV/MV全球销量增长迅速 , 2016年为1000万台 , 2018年为3000万台 , 此后 , 预计FV/MV将依旧保持迅速增长趋势 , 预计2019年销量可达4000万台 , 2021可达7500万台 , 直逼RVC全球销量 。
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车载领域——HDR技术方法
1.HDR解决方案 , 即高动态范围成像 , 是用来实现比普通数位图像技术更大曝光动态范围 。
2.时间复用 。相同的像素阵列通过使用多个卷帘(交错HDR)来描绘多个边框 。好处:HDR方案是与传统传感 器兼容的最简单的像素技术 。缺点:不同时间发生的捕获导致产生运动伪影 。
3.空间复用 。单个像素阵列帧被分解为多个 , 通过不同的方法捕获:1.像素或行级别的独立曝光控制 。优点:单帧中的运动伪影比交错的运动伪影少 。缺点:分辨率损失 , 且运动伪影仍然存在边缘 。2.每个像素共用同一微透镜的多个光电二极管 。优点:在单个多捕获帧中没有运动伪影;缺点:从等效像素区域降低灵敏度 。


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