CMOS图像传感器的商业化发展
图像传感器的最新技术和发展趋势
图像传感器的最新技术和发展趋势关键字:图像传感器 CMOS不管是最新的手机还是大型天文望远镜,固态成像器件几乎能满足目前所有图像捕获的需求。
像素变小能使现有的VGA和数百万像素传感器尺寸减小,但是具有数千万像素的大型静态传感器更容易制造。
在最近几年中,基于CMOS技术的图像传感器已成为消费类产品的选用技术。
在分辨率为VGA到800万像素的成像器件中,它们比电荷耦合器件(CCD)传感器具有更高的成本和性能优势。
不过,在800万像素以上的市场中,CCD仍占绝对优势,因为CCD的噪声更低,灵敏度更高。
CCD传感器在工业和医疗应用中也占据着统治地位,因为这些领域追求的是高帧速率,而不是高分辨率。
芯片架构范围从数千像素的简单线性阵列到数百万像素阵列。
Fairchild Imaging、Fraunhofer-IMS、Hamamatsu、柯达和Saroff Labs都能提供满足这一市场需求的解决方案。
CMOS传感器利用CMOS技术的工艺扩展性能,以及图像处理器和模数转换器(ADC)等更强的集成逻辑功能,来实现一套完整的“片上相机”解决方案。
由于CMOS传感器的像素尺寸已经减小到每边小于3um,因此设计工程师可以在与上一代VGA传感器相同的芯片面积上,设计出更小的VGA分辨率传感器或具有数百万像素的传感器。
在800万像素以上的市场中,CCD仍占绝对优势,因为CCD的噪声更低,灵敏度更高。
另外,在未来几年中,汽车安全应用将开始消费数量巨大的低成本成像器件。
辅助照相机、驾驶员打瞌睡警报、安全气囊及其它应用都将利用图像数据,来更好地保护驾驶员。
光刻和像素设计的进一步发展将提供更好的可扩展性,使设计工程师能设计出具有更高分辨率的器件。
关键挑战在于在光源捕获面积缩小的同时保持像素单元的灵敏度。
此外,如果捕获到的光能量较低,则必须降低背景噪声,以有效保持足够的信噪比。
因此,工艺开发人员必须重点减少半导体材料中固有的热噪声和其它噪声源,以有效提高信噪比。
专注CMOS传感器发展 美光为监控市场带来高画质图像
不断加码传感器市场
在 公 司 转 型 过 程 中 ,美 光 逐
指 出 , MOS图像 传 感器 依 然 是 半 C 导 体行 业 中成 长最 快 的 市场 之 一 , 并 且 影像 传 感 器在 数 字 消费 产 品 、 医 疗 和 工 业 应 用 方 面 将 具 有 较 大 的 市 场 容 量 ,并 且 是 一 个 尚未 形 成 竞争 格 局 的 市 场 。
维普资讯
专注C O 传 器 展 MS 感 发
美光 为监控市 来高画 像 场带 质图
宫丽华
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1 . 光 科 技 ( co ) 美 Mirn 来
说 是一 个 重 要 的 转 折 点 , 由于 意 识 到 仅 仅 靠生 产 研 发 DR AM 并 不 足 以 支撑 公 司 的 发 展 , 因此 公 司
自豪 的 图像 质 量 也 已经 被 CMOS 迎 头 赶 上 并 有 超 过 之 势 。 P U ” a l Galg e 如 是 说 。 l hr a 对 于 8 0万 像 素 以上 的 市 场 0
美 和 欧 洲 市 场 美 光 已经 开 始 提 供 车 载 传 感 器 , 不 久 即 将 在 日本 市
Galg e 大 胆 预 言 ,经 过 1 9 l hr a 9 5年
监 P u U g e指 出 , 至 到 2 0 al Ga a h r 截 06 年 4 , 所 有 交货 的 C 月 在 MOS传感 器 市 场份 额 中 ,美光 占据 了 3 %, 6 他 还 自豪地 表 示 , 公 司今 年 即将 到 结 束 的 财 年 时 , 美 光 将 会 占 到 CMOS传 感器 市 场 4 % 的份 额 。 0 P u l g e 表 示 , 如果 细 al l hr Ga a 分 美 光 的 传 感 器 市 场 ,其 分 配 比 例 大 致 如 下 :移 动 手 机 市 场 占 4 %以上 ,也就 是 说 差 不 多 每 3 0 台 手 机 中至 少 有 一 台 安 装 着 美 光 的 影像 传 感 器 ;而 在 电脑 摄 像 头市
CMOS图像传感器产业现状
《CMOS图像传感器产业现状-2015版》受到移动设备和汽车应用的驱动,2014-2020年CMOS图像传感器(CIS)产业将以10.6%的年复合成长率(CAGR)成长,预计2020年将达到162亿美元的市场规模。
尽管智能手机应用仍然占据大部分市场份额,但是许多不同应用也逐渐成为CIS增长的动力,例如汽车、医疗和监控。
Status of the CMOS Image Sensor Industry report2020年CMOS图像传感器市场规模将达到160亿美元受到移动设备和汽车应用的驱动,2014-2020年CMOS图像传感器(CIS)产业将以10.6%的年复合成长率(CAGR)成长,预计2020年将达到162亿美元的市场规模。
尽管智能手机应用仍然占据大部分市场份额,但是许多不同应用也逐渐成为CIS增长的动力,例如汽车、医疗和监控也都浮现出巨大的市场机遇,相关厂商正在推动技术发展。
我们2015年版CMOS图像传感器产业现状报告涵盖了所有这些CIS应用。
另一方面,一些CIS市场已经遭受急剧下降。
功能手机和数码相机中的摄像头正在被智能手机摄像头取代,这些传统厂商正在处于痛苦的转型期,并导致行业进行整合。
我们可以看到2014年发生很多并购事件,预计2015年还将发生。
CIS产业中新兴的市场趋势是令人兴奋的。
在手机中,前置摄像头是非常普遍的,因为所有高端手机和智能手机都有两个摄像头。
事实上,中国制造商正推动更高分辨率的前置摄像头的发展。
这将显著影响微型相机模块的平均销售价格(ASP),从而导致低端厂商放弃亚百万像素(sub mega pixel)产品,开发500万像素以上的CIS产品。
当然,这对CIS手机厂商的资本支出和技术组合路线图产生重大影响。
这种趋势对于后置摄像头更加重要,其中紧凑性和性能都达到极致。
手机已经成为CIS高性能/高出货量领域,而索尼便是其中的“领头羊”。
今年汽车市场表现不俗,特斯拉(Tesla)、日产(Nissan)与福特(Ford)等汽车制造商开始在汽车中部署更多摄影机功能,如倒车录影等。
CCD和CMOS的差异以及以后的发展趋势
CCD与CMOS传感器是当前被普遍采用的两种图像传感器,两者都是利用感光二极管(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。
如下图所示,CCD传感器中每一行中每一个象素的电荷数据都会依次传送到下一个象素中,由最底端部分输出,再经由传感器边缘的放大器进行放大输出;而在CMOS传感器中,每个象素都会邻接一个放大器及A/D转换电路,用类似内存电路的方式将数据输出。
左图为CCD传感器的结构,右图为CMOS传感器的结构造成这种差异的原因在于:CCD的特殊工艺可保证数据在传送时不会失真,因此各个象素的数据可汇聚至边缘再进行放大处理;而CMOS工艺的数据在传送距离较长时会产生噪声,因此,必须先放大,再整合各个象素的数据。
由于数据传送方式不同,因此CCD与CMOS传感器在效能与应用上也有诸多差异,这些差异包括:1. 灵敏度差异:由于CMOS传感器的每个象素由四个晶体管与一个感光二极管构成(含放大器与A/D转换电路),使得每个象素的感光区域远小于象素本身的表面积,因此在象素尺寸相同的情况下,CMOS传感器的灵敏度要低于CCD传感器。
2. 成本差异:由于CMOS传感器采用一般半导体电路最常用的CMOS工艺,可以轻易地将周边电路(如AGC、CDS、Timing generator、或DSP等)集成到传感器芯片中,因此可以节省外围芯片的成本;除此之外,由于CCD采用电荷传递的方式传送数据,只要其中有一个象素不能运行,就会导致一整排的数据不能传送,因此控制CCD传感器的成品率比CMOS传感器困难许多,即使有经验的厂商也很难在产品问世的半年内突破50%的水平,因此,CCD传感器的成本会高于CMOS传感器。
3. 分辨率差异:如上所述,CMOS传感器的每个象素都比CCD传感器复杂,其象素尺寸很难达到CCD传感器的水平,因此,当我们比较相同尺寸的CCD与CMOS传感器时,CCD传感器的分辨率通常会优于CMOS传感器的水平。
CMOS发展与现状
CMOS图像传感器的发展与现状一.引言自上世纪60年代末期,美国贝尔实验室提出固态成像器件概念以来,固体图像传感器得到了迅速的发展。
在早期的70年代时期,电荷耦合器件(CCD)、电荷注入器件(CID)、光敏二极管阵列(PDA)得到了发展。
而这其中,CCD发展尤为迅速,到90年代时,CCD技术已经比较成熟。
然而,随着CCD的应用开始广泛起来,其缺点也开始逐一显露。
例如:CCD光敏单元阵列难与驱动电路及信号处理电路单片集成,不易处理一些模拟和数字功能,这些功能包括模/数转换器、精密放大器、存贮器、运算单元等元件的功能;CCD阵列驱动脉冲复杂,需要使用相对高的工作电压,不能与深亚微米超大规模集成(VLSI)技术兼容。
因此,人们又开发了另外几种固体图像传感器技术,CMOS图像传感器便是其中的一种。
早期的CMOS图像传感器,受制于当时的工艺水平,其图像质量差、分辨率、低噪声高、光照灵敏度不够。
相比之下,CCD在这些方面有着出色的性能。
因而早期的图像传感器市场一直是CCD器件的天下。
而近年来,随着集成电路设计与制造工艺的发展,CMOS传感器的上述缺陷得到了克服或改进,而其固有的优势开始体现出来,这使得CMOS传感器开始迅速占领市场,其研究也再次成为了热点。
二.CMOS传感器发展历史CMOS 图像传感器的研发大致经历了3 个阶段: CMOS 无源像素传感器(CMOS- PPS,Passive Pixel Sensor) 阶段、CMOS 有源像素传感器(CMOS- APS, Active Pixel Sensor) 阶段和CMOS 数字像素传感器(CMOS- DPS, Digital Pixel Sensor) 阶段。
1.CMOS 无源像素传感器自从1967年Weckler首次提出光敏二极管型无源像素结构以来。
其结构基本没有发生变化。
无源像素结构如图2,它由一个反向偏置的光敏二极管和一个开关管构成。
当开关管开启,光敏二极管与垂直的列线连通。
低功率时代CMOS的未来发展趋势
低功率时代CMOS的未来发展趋势在科技日新月异的今天,我们的生活离不开电子产品。
而低功率、高性能的芯片是电子产品成功的关键。
在芯片制造的领域中,CMOS是近年来最广泛使用的技术。
CMOS技术所制造的处理器、集成电路等可以运行在低电压、低功率下,而且性能卓越。
那么,在低功率时代,CMOS的未来发展趋势有哪些呢?一、纳米技术纳米技术被广泛应用于目前的芯片生产中。
在纳米尺寸下,材料的电学性质将变得异常,而且电路可以实现非常小的面积,低功耗等性质。
由于半导体材料在纳米尺寸下,内部电场存在且强烈,因此能够加快电荷的传输,从而提高芯片运行速度。
二、异构集成电路异构集成电路技术最显著的特点就是可以集成更多的电路功能。
根据其较高能效,性能和增加电路功能的优势,异构集成电路将会成为芯片市场的主流技术。
在异构集成电路中,不要求整个芯片的晶体管必须一致,而是可以采用多种不同的工艺和材料,从而可实现芯片的多功能化,并在芯片的低功耗、高性能密集集成方面进一步优化。
三、三维芯片设计相比传统的2D方案,3D芯片极大地扩展了芯片内的空间。
3D 芯片通过将多层堆叠器件堆叠而成,增加了芯片的数字电路容量,具有较小的功耗、较快的速度、更稳定的性能和更低的温度,具有很高的应用潜力和发展前途。
四、自适应电源管理传统的电源管理技术通常是基于意见性的定时器。
这种方法不能充分的利用芯片的性能,而且也不能充分适应不同的环境。
自适应电源管理通过对芯片工作环境的监测和分析,动态调整电源供应的电压和频率等参数,以下降芯片功耗。
这种方法可以更有效地降低功耗,提高电池寿命,使芯片更加智能化。
五、可编程电路技术可编程电路技术具有非常高的灵活性和可重构性,可以快速设计和生产符合市场需求的芯片,从而提高芯片的市场适应能力和竞争力。
可编程电路芯片是一种非常实用的芯片设计方案,能够提高工作效率并加速芯片的研制过程。
这类芯片不再依赖于硬件的实现,而利用具有灵活性的编程语言使得硬件执行任务的方式,从而提高芯片的通用性和灵活性。
中国图像传感器市场发展及市场供需专项研究报告
中国图像传感器市场发展及市场供需专项研究报告中国图像传感器市场发展及市场供需专项研究报告一、中国图像传感器行业发展概述随着人工智能、物联网等技术的发展,图像传感器技术作为一种重要的感知技术,具有广泛的应用前景,是摄像头、安防、汽车、医疗、手机、机器人等智能设备的关键部件之一。
如今,全球图像传感器市场规模已经达到数百亿美元,成为一个巨大的市场。
在此市场中,中国图像传感器企业发展势头迅猛。
据The Insight Partners数据,2020年全球图像传感器市场规模为142.7亿美元,其中中国图像传感器市场占据10.4%的市场份额。
在未来几年,随着5G技术、工业互联网等领域的推广应用,以及新型物联网智能终端设备的崛起,中国图像传感器市场的规模预计将继续扩大。
二、中国图像传感器市场现状分析1.市场规模据CCID Consulting调查数据显示,2019年中国图像传感器市场规模达到了38.9亿元,同比增长22.6%。
尽管市场增速放缓,但随着物联网和智能家居市场的迅猛发展,以及5G技术的推广,市场规模将保持较高的增长。
2.市场竞争格局目前,中国图像传感器市场中主要存在三大供应商:华为海思、国科微和客观光电,三家公司均占据了市场的主导地位。
其中,华为海思拥有着强大的芯片设计和制造能力,不断加大研发投入,进一步扩大了市场份额。
国科微则在CMOS图像传感器市场上更具优势,产品涵盖了智能手机、物联网、人工智能、汽车电子等多种领域。
客观光电则专注于高端医疗和工业应用领域,产品拥有较高的市场占有率。
3.市场领域目前,中国图像传感器市场的应用领域包括智能手机、汽车电子、安防监控、工业自动化、医疗影像等领域。
其中,智能手机是图像传感器领域的主要应用领域之一,同时也是市场份额最大的领域。
随着5G技术的推广,越来越多的智能手机将配备高像素图像传感器,以满足手机拍照和美颜等需求。
未来,随着物联网、智能家居、工业互联网等领域的发展,图像传感器在智能终端和传感器网络方面的应用将会越来越广泛。
打破CMOS图像传感器垄断 SmartSens获联想创投投资
打破CMOS图像传感器垄断SmartSens获联想创投
投资
CMOS图像传感器对于现代终端产品来说至关重要,手机摄像头、行车记录仪、安全监控、智能家庭硬件等等均有需求。
而且以往手机厂商为了得到更好的CMOS图像传感器需要花费高价格从国外供应商采购,一般来说这类产品主要是国外供应商提供。
近日,国内CMOS图像传感器(CIS)供应商SmartSens宣布获得由联想创投等机构投资的数千万美元融资。
此轮融资后,SmartSens将在CIS产品研发、业务拓展以及产能扩张等方面加大投入。
据市场调研机构IC Insights预计,一直到2022年,CMOS图像传感器的出货量与销售额都将保持每年增长的势态。
今年全年CMOS图像传感器销售额有望达到137亿美元,同比增长10%。
不过这一领域的核心技术以往被国外厂商垄断,国内企业没有优势。
SmartSens算是国内顶尖供应商了,他们是全球第一家推出基于电压域架构和BSI工艺的全局曝光CIS芯片的公司,专注于提供面向未来和全球领先的CMOS图像传感器芯片产品,涉及安防监控、车载影像、机器视觉及消费类电子产品等领域。
联想创投董事总经理王光熙表示:“在智能互联网时代,随着5G、物联。
目前主流的影像传感器
目前主流的影像传感器(图像传感器)主要有CCD和CMOS两种。
是数码相机、数码摄像头等产品的核心部件。
CCD是电荷藕合器件图像传感器的简称,CMOS是互补性氧化金属半导体的简称,它们都采用高感光度的半导体材料制成。
能把光线转变成电荷,然后转为信号。
随着近几年半导体制造工艺的成熟,CCD/CMOS产品成本逐渐降低,主要体现在制造工艺上从5.2微米逐步向45nm演进,使得单位面积的CCD/CMOS能够承载更多的像素单位,目前市场上800万像素的数码相机已经很常见。
在成本上跟电脑内存差不多,容量18个月翻一番,价格却在持续下降。
CMOS技术发展迅速有可能成为未来主流当前CCD在成像质量上优于CMOS,所以在数码相机、医疗影像、卫星拍摄等对分辨率要求较高的领域CCD 是主流,而另一方面由于CMOS采用标准的半导体生产工艺,生产成本低,耗电少,普遍用在手机和电脑摄像头。
由于技术差异,CCD较多得用于静态影像,如拍照;CMOS则擅长于动态影像,如视频监控;另外CMOS还可以把一些周边电路集成到芯片中,在便携式设备中大量使用。
表一对比两种技术的未来发展趋势,笔者认为未来CMOS将是主流。
我们可以从以下几个方面来进行思考:一、CMOS影像传感器技术演进速度远远快于CCD技术。
CCD技术的像素从5.2微米演进至1.7微米耗时12年之久,而CMOS技术完成这一变化则只用了3年时间。
二、从市场的扩张速度来看,CMOS也高于CCD,2006年预计图像传感器市场交货总额为7.12亿美元,总体市场份额中CCD出货量从40%减少到30%左右。
三、CMOS已经在成像的通透性、对实物的色彩还原能力等方面迎头赶上,总体性能的超越似乎只是时间问题。
四、目前CMOS已经主导手机拍照市场。
CCD在过去三十年已经是成熟的技术,由于其技术的独特性,改进困难,在成本上已经很难与CMOS竞争,由于其必须采用高于10伏的电压,功率较高,很难集成到一些便捷式产品中。
cmos发展现状
cmos发展现状CMOS(Complementary Metal-Oxide-Semiconductor,互补金属氧化物半导体)是一种集成电路的制造技术,在当今电子行业中广泛应用。
CMOS技术的发展可以分为以下几个方面:一、尺寸缩小:CMOS技术的关键是将晶体管的尺寸缩小,从而提高集成度和性能。
随着半导体制造工艺的不断进步,CMOS芯片的特征尺寸已经缩小到纳米级别,从而实现了更高的集成度和更快的速度。
尺寸缩小还带来了功耗的减少,使得CMOS技术在移动设备等电池供电的领域具有很大的优势。
二、功耗优化:CMOS技术在功耗优化方面取得了重要进展。
通过改进电源管理、引入低功耗模式和睡眠模式等手段,使得芯片在不需要进行计算的时候可以降低功耗,从而延长电池寿命。
此外,还通过改进散热设计、优化电路结构等方式减少了功耗。
三、CMOS图像传感器:随着数字相机、手机和安防监控市场的快速发展,CMOS图像传感器成为了重要的应用领域。
CMOS图像传感器具有功耗低、集成度高、图像质量好等优点,逐渐取代了传统的CCD(Charge-Coupled Device)技术。
四、三维集成:传统CMOS技术是基于平面的制造工艺,但随着芯片的集成度越来越高,二维制造工艺已经无法满足需求。
因此,近年来三维集成技术逐渐兴起,可以将多层芯片堆叠在一起,提高集成度和性能。
三维集成技术对CMOS技术的发展具有重要意义,可以进一步推动芯片的集成度和性能提升。
综上所述,CMOS技术在尺寸缩小、功耗优化、CMOS图像传感器和三维集成等方面都取得了重要的进展。
随着科技的进步和市场的需求,CMOS技术还将继续发展,并在各个领域发挥更重要的作用。
同时,还需要不断研发新的技术,以应对未来电子行业的挑战。
CMOS图像传感器的原理和技术发展
CMOS图像传感器的原理和技术发展一、 CMOS图像传感器基本结构1,基本概念CMOS(Complementary Metal-Oxide-Semiconductor),中文学名为互补金属氧化物半导体,它本是计算机系统内一种重要的芯片,保存了系统引导最基本的资料。
CMOS的制造技术和一般计算机芯片没什么差别,由PMOS和NMOS 管共同构成,主要是利用硅和锗这两种元素所做成的半导体,使其在CMOS上共存着带N(带-电)和P(带+电)级的半导体,这两个互补效应所产生的电流即可被处理芯片纪录和解读成影像。
由于CMOS中一对MOS组成的门电路在瞬间要么PMOS导通,要么NMOS导通,要么都截止,所以比三极管效率高得多。
因此功耗很低。
CMOS技术及其工艺广泛应用于计算机领域并且非常成熟,后来发现CMOS经过加工也可以作为数码摄影中的图像传感器,CMOS传感器也可细分为被动式像素传感器(Passive Pixel Sensor CMOS)与主动式像素传感器(Active Pixel Sensor CMOS)。
CMOS和CCD一样同为在数码相机中可记录光线变化的半导体。
CMOS的制造技术和一般计算机芯片没什么差别,主要是利用硅和锗这两种元素所做成的半导体,使其在CMOS上共存着带N(带–电)和P(带+电)级的半导体,这两个互补效应所产生的电流即可被处理芯片纪录和解读成影像。
然而,CMOS的缺点就是太容易出现杂点, 这主要是因为早期的设计使CMOS在处理快速变化的影像时,由于电流变化过于频繁而会产生过热的现象。
除了CCD和CMOS之外,还有富士公司独家推出的SUPER CCD,SUPER CCD并没有采用常规正方形二极管,而是使用了一种八边形的二极管,像素是以蜂窝状形式排列,并且单位像素的面积要比传统的CCD大。
将像素旋转45度排列的结果是可以缩小对图像拍摄无用的多余空间,光线集中的效率比较高,效率增加之后使感光性、信噪比和动态范围都有所提高。
韦尔股份收购OmniVision深度解析
韦尔股份收购OmniVision深度解析来源:内容来自「海通电子陈平/石坚」,谢谢。
一,具有深刻中国印记的全球CIS芯片领导者,回归大陆资本市场水到渠成1,立足硅谷身具创新基因,中国印记为私有化埋下伏笔OmniVision Technologies,Inc.(美国豪威,简称OV)成立于1995年5月8日,并于2000年3月27日在美国特拉华州重新注册,总部位于加州Santa Clara。
OV作为业内领先的CMOS影像解决方案提供商,在手机、笔记本、汽车、安防、机器视觉、医疗和其他新兴应用领域的影像市场不断取得成功,为全球客户和合作伙伴提供全面的产品支持,截至目前,OV的CMOS传感器累计出货已经超过了65亿颗。
虽然在硅谷起家,并且直至今日硅谷依然是公司最强的创新发动机,但OmniVision身上却有着深刻的中国印记,四位创始人中,Shaw Hong(洪筱英)为CEO,Raymond Wu负责市场影响,T.C Tshu负责数字电路设计,David Chen(陈大同)负责模拟电路设计,而核心研发人员中,更是大部分来自于清华大学微电子所。
这一背景也为公司2015-2016年被中资财团私有化埋下了伏笔。
2015-2016年是全球半导体产业并购最活跃的两年,全球集成电路产业刮起并购整合风潮,资源加速整合,向优势企业集中。
根据ICInsights的数据,并购交易总市值分别达到1073亿美元和998亿美元,而2010-2014年的平均并购交易额仅有约126亿美元。
2015-2017年全球半导体产业共有7起超过100亿美元的顶级规模并购交易,而在半导体产业史上超过100亿美元的顶级规模并购交易仅8起。
并购整合逐渐成为半导体巨头们保持行业地位和迎接未来挑战的利器,后发企业面临的竞争压力越来越大。
与此同时,中国对于半导体行业的重视程度也在不断加强,不仅将集成电路列为16个国家中长期重大科技专项之一,与载人航天与探月工程、重大新药创制等具有同等战略意义,并在2014年成立了千亿规模的国家集成电路产业投资基金(简称“大基金”),并撬动地方集成电路产业投资基金超过5000亿元。
2023年CMOS相机系统行业市场营销策略
2023年CMOS相机系统行业市场营销策略CMOS相机系统是一种使用CMOS(Complementary Metal-Oxide-Semiconductor)图像传感器的相机系统。
随着科技的不断发展和进步,CMOS相机系统已经广泛应用于各个行业中,包括安防监控、汽车、医疗、工业检测、航空航天等领域。
这些行业对于高质量图像采集和处理的需求日益增长,CMOS相机系统因其成本低、功耗低、集成度高等优势成为市场的热点。
在CMOS相机系统行业市场营销中,一些关键的策略可以帮助公司更好地推广和销售产品。
首先,市场定位是一个至关重要的步骤。
公司需要明确定义自己的目标市场,并了解该市场的需求和竞争情况。
例如,在安防监控领域,公司可以将重点放在高分辨率、低功耗的产品上,以满足用户对于清晰图像和长时间监控的需求;而在汽车领域,公司则可以将注意力放在高速图像处理和环境适应能力上。
其次,产品差异化也是非常重要的。
CMOS相机系统市场竞争激烈,公司需要通过技术创新、产品设计等方面来突出自己的产品特点。
例如,公司可以引入更先进的图像处理算法,提供更精确的图像分析结果;或者开发出适用于特定环境的防抖技术,确保图像稳定性。
接下来是建立合作关系。
CMOS相机系统市场的供应链非常复杂,涉及到传感器、图像处理器、透镜等多个环节。
公司需要与各种供应商建立合作关系,确保产品的供应、质量和成本控制。
此外,公司还可以与系统集成商、渠道合作伙伴等进行合作,加强市场推广和销售。
同时,有效的市场宣传也是至关重要的。
公司可以通过展览会、研讨会等活动来展示产品,与客户进行面对面的交流和沟通。
此外,公司还可以通过网络、社交媒体等渠道进行市场宣传,推广公司的品牌形象和产品优势。
最后,售后服务也是非常重要的一环。
CMOS相机系统需要在各个行业中长时间使用,公司需要提供全面的技术支持和售后服务,包括安装指导、故障排除、维修等。
良好的售后服务可以增加客户的满意度和忠诚度,提高公司的口碑。
CMOS图像传感器的发展-2010
CMOS图像传感器的发展随着超大规模集成技术的发展,CMOS图像传感器显示出强劲的发展趋势。
CMOS图像传感器可在单芯片内集成时序和控制电路、A/D转换、信号处理等功能。
本文简单介绍了CMOS图像传感器的背景,分析了CMOS图像传感器和CCD 图像传感器的优缺点,综述了目前CMOS图像传感器的研究进展。
一、前言自60 年代末期美国贝尔实验室开发出固态成像器件和一维CCD 模型器件以来,CCD在图像传感、信号处理、数字存储等方面发展迅速。
随着CCD器件的广泛应用,其缺点逐渐显露出来。
为此,人们又开发了另外几种固态图像传感器,其中最有发展潜力的是采用标准CMOS制造工艺制造的CMOS图像传感器。
实际上早在70 年代初,国外就已经开发出CMOS图像传感器,但成像质量不如CCD,因而一直无法与之相抗衡。
90年代初期,随着超大规模集成技术的飞速发展,CMOS图像传感器可在单芯片内集成A/D转换、信号处理、自动增益控制、精密放大和存储等功能,大大减小了系统复杂性,降低了成本,因而显示出强劲的发展势头。
此外,它还具有低功耗、单电源、低工作电压(3V~5V)、成品率高,可对局部像元随机访问等突出优点。
因此,CMOS图像传感器重新成为研究、开发的热点,发展极其迅猛,目前已占据低、中分辨领域。
现在,CMOS图像传感器的一些参数性能指标已达到或超过CCD 。
二、CCD 与CMOS的比较1、成像过程CCD 和CMOS使用相同的光敏材料,因而受光后产生电子的基本原理相同,但是读取过程不同:CCD 是在同步信号和时钟信号的配合下以帧或行的方式转移,整个电路非常复杂,读出速率慢;CMOS 则以类似DRAM的方式读出信号,电路简单,读出速率高。
2、集成度采用特殊技术的CCD读出电路比较复杂,很难将A/D转换、信号处理、自动增益控制、精密放大和存储功能集成到一块芯片上,一般需要3~8 个芯片组合实现,同时还需要一个多通道非标准供电电压。
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一、前言自 60 年代末期美国贝尔实验室开发出固态成像器件和一维CCD 模型器件以来,CCD 在图像传感、信号处理、数字存储等方面发展迅速。
随着CCD器件的广泛应用,其缺点逐渐显露出来。
为此,人们又开发了另外几种固态图像传感器,其中最有发展潜力的是采用标准CMOS制造工艺制造的CMOS图像传感器。
实际上早在70 年代初,国外就已经开发出CMOS 图像传感器,但成像质量不如CCD,因而一直无法与之相抗衡。
90 年代初期,随着超大规模集成技术的飞速发展,CMOS 图像传感器可在单芯片内集成A/D转换、信号处理、自动增益控制、精密放大和存储等功能,大大减小了系统复杂性,降低了成本,因而显示出强劲的发展势头。
此外,它还具有低功耗、单电源、低工作电压(3V~5 V)、成品率高,可对局部像元随机访问等突出优点。
因此,CMOS图像传感器重新成为研究、开发的热点,发展极其迅猛,目前已占据低、中分辨领域。
现在,CMOS图像传感器的一些参数性能指标已达到或超过CCD 。
二、CCD 与CMOS 的比较1、成像过程CCD 和CMOS 使用相同的光敏材料,因而受光后产生电子的基本原理相同,但是读取过程不同:CCD 是在同步信号和时钟信号的配合下以帧或行的方式转移,整个电路非常复杂,读出速率慢;CMOS 则以类似DRAM 的方式读出信号,电路简单,读出速率高。
2、集成度采用特殊技术的CCD读出电路比较复杂,很难将A/D转换、信号处理、自动增益控制、精密放大和存储功能集成到一块芯片上,一般需要3~8 个芯片组合实现,同时还需要一个多通道非标准供电电压。
借助于大规模集成制造工艺,CMOS 图像传感器能非常容易地把上述功能集成到单一芯片上,多数CMOS图像传感器同时具有模拟和数字输出信号。
3、电源、功耗和体积CCD 需多种电源供电,功耗较大,体积也比较大。
CMOS 只需一个单电源(3V~5 V)供电,其功耗相当于CCD 的1/10,高度集成CMOS 芯片可以做的相当小。
4、性能指标CCD 技术已经相当成熟,而CMOS 正处于蓬勃发展时期,虽然目前高端CMOS图像质量暂时不如CCD,但有些指标(如传输速率等方面)已超过CCD。
由于CMOS具有诸多优点,国内外许多机构已经应用CMOS图像传感器开发出众多产品。
本文主要介绍已商品化的CMOS 图像传感器的发展现状以及最新发展动态,希望对下游产品的开发有所帮助。
三、CMOS的商业化产品CMOS图像传感器的迅速发展并商业化得益于成熟的CMOS工艺,目前国外诸多公司和科研机构已经开发出不同光学格式、多种类型的CMOS图像传感器,并将其应用于光谱学、X射线检测、天文学(观测研究)、空间探测、国防、医学、工业等不同的领域。
1997年成立的美国Foveon公司于2003年推出了产品代号分别为F7X3-C9110、F19X3-A50的全色CMOS图像传感器。
F7X3-C9110的有效像素为2268 × 1512,具有像素可变、超低功耗(50 mW)、低噪声、抗模糊等特点。
该传感器已被用在日本Sigma SD10单反数码相机上,该相机在低照度条件下积分时间可达30s。
F19X3-A50除具有上述特点外,片上还具有高达40MHz的12位A/D转换器和集成数字处理器。
由于采用独特的X3技术,该CMOS图像传感器感光阵列可在一个像元位置同时获得红、绿、蓝三种颜色信号。
配置了这款图像传感器的数码产品主要面向专业摄影师、业余摄影爱好者等消费群体。
据报道,美国Foveon和国家半导体公司合作,采用0.18μm CMOS工艺首次开发成功了1600万像素(4096×4096)CMOS图像传感器,这是迄今为止全球集成度最高的CMOS图像传感器,像元尺寸为5μm×5μm,芯片尺寸为22mm×22mm。
美国Silicon Video(SVI)公司主要面向高清晰度数字电视、高清晰度数字电影及广播等领域,该公司于2003年6月收购Photon Vision Systems (PVS) 公司后,使用PVS独特的有源列传感专利技术(ACS)已制造出LIS-1024、ELIS-1024及SLIS-2048线阵CMOS 图像传感器和具有低暗电流、高灵敏度和扫描速度的3840× 2192像素面阵单片CMOS成像系统。
有源列传感专利技术(ACS)可降低放大器固定图案噪声,增加填充系数,提高灵敏度和动态范围及提高扫描速度。
SLIS-2048线阵CMOS图像传感器灵敏度为5μV/e,扫描频率为60MHz,填充系数>99%,动态范围为63 dB。
目前该公司正在开发用于便携设备的超低功耗RPLIS-2048线阵CMOS图像传感器。
美国Micro公司推出像素分别为252×288、640×480、382×288和1280×1024的面阵光敏二极管图像传感器,其中像素为1280×1024的MT9M413的读出速率达660MB/s,可用于高级机器视觉系统及高速成像系统。
如果以1280×128面阵的形式传输数据,则最高读出速率可达4,000 fps。
瑞士STMicroelectronics(ST)能提供352×288的VV5411/VV6411和640×480的彩色VV6501、VV6502、VS6552光敏二极管CMOS图像传感器,其图像质量、噪声和灵敏度接近或超过相应像素的CCD,在反光晕、体积、功耗方面优于CCD。
传感器采用I2C 总线并具有集成透镜、10位A/D转换器,还可外触发。
该公司还提供相应的开发板及处理器,其低端产品面向玩具市场和安全监测,高端产品可用于数码相机、移动通信、机器视觉及生物医学等领域。
美国Biomorphic VLSI报道了该公司生产的640×480像素Bi8603和Bi8631、1280×1024像素Bi8831、1600 ×1400像素Bi8891彩色面阵CMOS图像传感器。
由于拥有了高性能模拟混合信号处理技术、先进的数字信号处理结构、领先的边沿图像处理技术以及基于生物机体的信息处理结构等技术,由该公司传感器构成的成像系统在交通监测、航线跟踪、目标获取和拦截等领域都收到良好的应用效果。
美国安捷伦科技(Agilent Technologies)宣布推出全新系列352×288像素ADCS-1021和640×480像素ADCS-2021 彩色CMOS图像传感器和352×288像素ADCS-1121和640×480像素ADCS-2121单色CMOS图像传感器。
与以往的产品相比,这些小型传感器的体积减小了25%,表面封装的厚度降低了50%,可以为家用和工控数码相机提供结构更加紧凑、成本更低的解决方案。
彩色图像传感器特别适用于数码相机、手机和PDA使用的可拆卸相机以及数码静止及双模相机。
单色图像传感器则为生物检测(识别如指纹的个体特征)、监控和安全、机器视觉和条码扫描仪提供了理想之选。
批量订购每片ADCS-1021 或ADCS-1121 不超过5美元,单购每片ADCS-2021或ADCS-2121不超过7美元。
以生产高性能CCD而著称的日本美国Kodak公司采用其自有的针孔二极管像素技术推出640×480像素的KAC-031及1280×1024像素的KAC-1310CMOS 图像传感器,并为专业摄影者以及有较高要求的业余摄影者提供有4536×3024像素CMOS传感器的DCS相机。
1997年成立的美国Peripheral Imaging (PIC)公司生产的1×256、1×512 和1×1024线阵光敏二极管CMOS图像传感器在紫外至近红外光谱范围都有很好的响应,可广泛应用在光谱学、单色仪和光谱摄制仪等方面。
由线阵CMOS图像传感器构成的Contract ImageSensor(CIS)接触式传感器已广泛应用到条形码扫描、复印机、传真机及扫描仪等设备上。
1997年成立的比利时Fill Factory公司已开发出1280×1024像素IBIS4-1300、2210×3002像素IBIS46600、1280×1024像素IBIS14000、1280×1024像素IBIS5-1300、1280×1024像素FUGA1000、1280×1024像素LUPA1300、2048×2048像素LUPA4000、512×512 像素STAR250、1024×1024像素STAR1000单色CMOS图像传感器。
由于采用n阱像素结构(美国专利6,225,670),极大地提高了传感器的灵敏度,同时使用的一种称为双斜线行转移模式的技术可使传感器动态范围达到76dB,其中LUPA1300传输速率达450f/s,可用于高速成像领域。
加拿大DALSA拥有独特的CMOS 芯片设计和生产技术,其产品遍布世界各地,是世界上最完备的图像产品供应商之一。
加拿大DALSA 公司推出1024×1024像素DS-1x-01M28、1024×1024像素DS-21-001M0150、1024×1024像素DS-2x-01M75、640×480像素IA-G1-VGA 面阵CMOS 图像传感器。
其采用LINLOG技术可使传感器动态范围高达120dB,通过调整分辨率桢频可达100,000 f/s,IA-G1-VGA的数据传输速率可达800MB/s,可用于生命科学研究、数码相机,而且特别适宜用在诸如焊接、切割监测、机器人技术及交通管理等光线强度变化大的场合。
美国Omnivision公司开发的CMOS 图像传感器系列产品有1600×1200像素的OV2000、OV5000、OV6000、OV7000,800×600像素OV8000,1280×1024像素OV9000等多种系列黑白或彩色图像传感器。
其产品既有模拟输出又有数字输出,OV7000系列及OV8000部分产品数字输出可达16bit,OV2610像素达到1600×1200。
体积小、重量轻、功耗低的CMOS 图像传感器在航空航天领域更是独树一帜,多年来致力于航空航天事业的美国JPL将CMOS 图像传感器用于测量气体泄露的光谱仪上,效果显著。
90年起就开始研究CMOS 图像传感器的Canon公司成功开发出325万像素(2226×1460)CMOS图像传感器。