CMOS图像传感器2016年市场或达108亿

2013-03-07 10:45:00 来源:中国安防展览网
资讯频道文章B

[摘要] 10年以前拍照手机盛行,加上便携笔记本电脑和个人电脑监视器配置嵌入式数码相机,促使CMOS图像传感器销售获得巨大增长,2006年登顶,达45亿美元。但随后产品市场走向成熟,制造商激增,图像传感器特别是用于拍照手机的产品供过于求而陷入困境,增速不稳,起伏不定,直至2011年才重新走上增长的道路。

  10年以前拍照手机盛行,加上便携笔记本电脑和个人电脑监视器配置嵌入式数码相机,促使CMOS图像传感器销售获得巨大增长,2006年登顶,达45亿美元。但随后产品市场走向成熟,制造商激增,图像传感器特别是用于拍照手机的产品供过于求而陷入困境,增速不稳,起伏不定,直至2011年才重新走上增长的道路。当年即比2010年(45亿美元)大幅增长了29%而达58亿美元。

  到2016年以前,拍照手机尽管增速放缓,但仍是图像传感器的最大应用产品,届时将独占半壁江山,占全体市场的50%,其间增速最快的则是汽车用图像传感器,2016年销售值可达18亿美元,占全体市场的17%,独立数码相机和摄像机应用的CMOS传感器因其不断取代耦合器件图像传感器而特具增长潜力,相反,改进后的拍照手机的市场规模却将相应减少。

  5年前当传感器市场成长停滞时,若干制造商曾决定关门或出售他们的业务,但在新应用驱动新的增长后,竞争加剧,供应厂商又一次出现增多。现在世界最大的厂商依次是Omnivision,三星,Sony,ST,东芝,Aptina等,不管是自生产还是请人代工,大多已在应用300mm晶圆。

  图像传感器的发展及应用

  眼睛是人的视觉图像来源,而图像传感器就是视频采集设备的图像接受装置。图像传感器按形态分类一般有两类:线型图像传感器、面型图像传感器。线型图像传感器多用在扫描仪、复印机、传真机等设备中。而面型图像传感器则广泛的应用在我们熟知的安防监控摄像机、手机摄像头、汽车倒车影像摄像机、平板电脑等产品中。

  刚刚我们说到,图像传感器有CCD与CMOS芯片两种。早期,我们通常认为图像画质优秀的设备都采用CCD传感器,而低成本产品则使用CMOS传感器。但是新的CMOS芯片技术已经克服了早期CMOS传感器的技术弱点,传感器的设计上相比老产品提升了低照性能、曝光模式等。拿目前流行的背照式CMOS传感器来说,在传统的CMOS图像传感器中,感光二极管位于电路晶体管后方,光线会通过微透镜和光电二极管之间的电路和晶体管,那么进光量就会因遮挡而受到影响。

  背照式CMOS传感器在图像传感器原件内部的结构上做了优化,它将感光层的原件调转方向,让光线从背面直射进去以增大芯片的感光量,这样背照式CMOS图像传感器比传统CMOS传感器在感光灵敏度上有质的飞跃,在低照度环境下,采用背照式CMOS传感器的高清摄像机在聚焦能力、图像画质表现、图像噪点控制等方面有了极大的性能提升。

  背照式CMOS图像传感器除了优秀的低照等性能外,还具有更好的高感光控噪性能。也就是说在ISO提高之后,噪点会比CCD少得多。这在低照环境下的图像采集有很大优势,高帧率性能更好。

  背照式CMOS传感器往往都是高速芯片,众多芯片均支持全高清画质每秒60帧或更高帧率的图像输出,而在这方面CCD传感器比较吃力。现在主流的采用背照式CMOS传感器的高清摄像机大多支持1080P@30fps全高清视频或720P@60fps。而我们常见的CCD传感器摄像机只能够720p@25fps,支持1080P格式的CCD传感器造价高昂。背照式CMOS传感器像素可以再高些。

  虽说无论是背照CMOS或是CCD,都可以提高有效像素。但是背照式CMOS的构造决定了传感器面积不变的情况下,可以将有效像素进一步提高,画质也能够保持得比较好。相比之下CCD盲目提高像素的话,画质就会很差,而且随着像素提高,芯片尺寸也在变大造成成本几何倍数上升。

  CCD传感器制造工艺较复杂,采用CCD传感器的摄像机价格都会相对比较高。事实上经过技术改造,目前CCD和CMOS的实际效果的差距已经减小了不少。而且CMOS芯片的制造成本和功耗都要远低于CCD,所以很多高清摄像机厂家采用CMOS图像传感器。成像方面:在相同像素下CCD的成像通透性、明锐度都很好,色彩还原、曝光可以保证基本准确。

  而CMOS的产品目前画面通透性一般,对实物的色彩还原能力偏弱,曝光模式由于大多使用RollingShutter模式造成高速运动物体传感器在捕捉时存在畸变的问题,CMOS的成像质量和CCD传感器在画质要求较为严格的场景中还是有一定距离的。但由于低廉的价格以及高度的整合性,因此在日益迅速发展的高清摄像机市场中还是得到了广泛的应用。

  深入CMOS技术发展

  在视频成像的领域中,自从CMOS芯片诞生以后,恐怕关于CMOS与CCD的争论就没有休止过。有的人说,以CMOS的资历它根本无法撼动CCD的,也有人说,CCD已经成长多年,太多的技术已经形成定式,从而不利于它的更新。总之,伴随着CCD与CMOS在传感器市场的彼消此长,这种关于CMOS的争论就这样一直在持续着。

  如今,网络高清成像的监控已经逐渐成为风靡的趋势一夜“杀来”。而CMOS传感器在网络监控摄像机领域的广泛应用也重新激起了更多人讨论的兴趣。于是,CMOS的发展问题也再一次的被人们所提起。如果说,模拟监控摄像机的特点更能够促进CCD传感器优势的发挥的话,那么网络高清的来临是否能够助长CMOS叫板CCD的资本呢?近日,随着第七届全球数字监控发展论坛的在京举行,关于CMOS前景的讨论也再一次的摆上了众人的案头。

  1、源起3T—8T

  近些年来,虽然CMOS芯片始终处在一个默默发展的态势。但是由于一直以来受到CCD传感器光环的覆盖,所以很难得到人们更多的关注。不过,这也为CMOS的发展与腾飞提供了更多的积累过程。

  从最早的3TCMOS芯片的诞生,到当前8TCMOS技术的逐渐被得到信任。CMOS芯片可以说默默的走过了很长的一段发展之路。起初,3T的CMOS技术只是在简单的复位,成像效果的曝光等方面,有着不错的发挥,而这要是CMOS芯片最为初级的一个技术的体现。尔后,在之后问世的4T芯片上,相关的设备主要在信号的采样上得到了一个非常广泛的提升。在工作中,CMOS传感器会将曝光采样时间分别在亮暗两个不同的阶段进行同一场景的采样,之后再将两个效果进行很好的整合,从而使清晰度,低照度能力等得到最大化的提升。也更好的实现了CMOS芯片对于smear的改良。

  2、突飞猛进

  之后,为了更好的实现图像处理能力,从CMOS的5T芯片开始采用了更加革命性的改进,在CMOS的技术应用中,开始应用globalshutter技术,应用较高的PLS,从而使CMOS单纯的在安防,手机,和电能等简单的成像领域,实现了向医疗应用,机器视觉等高需求的方向迈进。

  6T技术实现后,CMOS将globalshutter的应用实现了再进一步的提升,实现了更高的寄生光灵敏度技术。也将CMOS芯片的高清成像能力整体提升到了一个更高的层次。后来,在6T技术的基础上,CMOS芯片又增加了控制门技术,实现了更快的视频切换,可使其在应用中达到比此前更高的成像速度,这就是我们所说的7T技术。可以说,在专业性上,7T的CMOS芯片已经达到了一个非常高的水准。

  3、8TCMOS地位性飞跃

  而如今,随着8TCMOS芯片的出现,可以说CMOS已经走出一套具有自身特性的技术发展道路。在性能上,CMOS已经不再是CCD技术的附庸。在低照度上,高灵敏度的技术支持已经使夜间的噪点和照度几乎和CCD并无差别。而在全局快门的应用上,globalshutter不但彻底解决了拍照时的拖影问题,同时也CMOS下的高速成像变为可能。自从7TCMOS问世以来,CMOS传感器已经可以达到300fps以上甚至更高的帧速率。而其所带来的优势可以利用高帧率更多的完成多帧多叠加的宽动态功能,这对于高速抓拍以及监控无疑有着巨大的帮助。

0 0
[责任编辑:沈建芬]

《安防知识网》一个服务号 二个订阅号 微信服务全面升级

不得转载声明: 凡文章来源标明“安防知识网”的文章著作权均为本站所有,禁止转载,除非取得了著作权人的书面同意且注明出处。违者本网保留追究相关法律责任的权利。

聚合阅读

图像传感器渐成监控主流 CMOS更适合高清

传感器作为摄像机的核心部件,决定着图像质量。被摄物体的图像经过镜头聚焦至传感器芯片上,传感器根据光的强弱进行处理,形成视频信号输出。CCD和CMOS是当前被普遍采用两种图像传感器,两者都利用感光二极管(photodiode)进行光电转换,将图像转换为数字数据,而其主要差异是数字数据传送的方式不同...

您可能需要

专栏推荐

阅读推荐

智慧城市告别雾里看花 安防市场被引爆 2013-03-07 10:41  来源:中国信息产业网
济阳落实技防建设 6月底前必须安装监控 2013-03-07 10:52  来源:舜网-济南时报