图像传感器的应用原理与简单分类

图像传感器是一种半导体装置,可将光学影像转化为数字信号。传感器上植入的微小光敏物质称作像素。一块传感器上包含的像素数越多,其提供的画面分辨率也就越高,其作用就像胶片一样,但图像传感器是将图像像素转换成数字信号。

  图像传感器被广泛地应用在数码相机和其他电子光学设备中。随着数码技术、半导体制造技术以及网络的迅速发展,各类型摄影数码终端设备带动了图像传感器需求快速增长。尤其是手机领域采用双摄像头设计成为图像传感器新的发力点,双摄像头的迅速应用,极大的带动了图像传感器行业发展。

图像传感器的应用原理与简单分类

图像传感器,资料图

  图像传感器是一种半导体装置,可将光学影像转化为数字信号。传感器上植入的微小光敏物质称作像素。一块传感器上包含的像素数越多,其提供的画面分辨率也就越高,其作用就像胶片一样,但图像传感器是将图像像素转换成数字信号。

  目前,图像传感器是各种工业及监控用相机、便携式录放机、数码相机,扫描仪等的核心部件。成像物镜将外界照明光照射下的(或自身发光的)景物成像在物镜的像面上,形成二维空间的光强分布(光学图像)。能够将二维光强分布的光学图像转变成一维时序电信号的传感器称为图像传感器。图像传感器,是组成数字摄像头的重要组成部分。

传感器专家网谈图像传感器的应用原理与简单分类

图像传感器,资料图

  例如,智能手机摄像头的工作原理是,拍摄景象通过镜头组生成光学图像,投射到图像传感器上,图像传感器将光学图像转换成电信号,电信号再经过模数转换变为数字信号,数字信号经过DSP(数字信号处理芯片)加工处理,再被送到处理器中进行处理,最终转换成屏幕上呈现的图像。 物理结构上,其主要由镜头组、对焦马达、固定器/镜座、红外截止滤光片、图像传感器、 PCB板等物理部件组成。

图像传感器的工作原理示意图

图像传感器的工作原理示意图,资料图

  根据元件的不同,图像传感器通常可分为CCD(Charge-Coupled Device,电荷耦合器件)和CMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor,金属氧化物半导体元件)两大类。

  除以上两大常用类型外,还有一种CIS(Contact Image Sensor的缩写,接触式图像传感器),一般用在扫描仪中。由于是接触式扫描(必须与原稿保持很近的距离),只能使用LED光源,其景深、分辨率以及色彩表现目前都赶不上CCD感光器件,也不能用于扫描透射片。

  延伸阅读:三星电子抢占图像传感器市场

  日前,韩国三星电子发布了世界首款0.8um级别而像素达到6400万的图像传感器。这是三星电子继副董事长李在镕不久前宣布“将在2030年成为逻辑芯片世界第一”目标后,挑战图像传感器领域的世界第一。目前,日本索尼占据图像传感器市场51%的份额,是压倒性的霸主,三星电子紧随其后。

  由于智能手机普遍搭载5至6个相机镜头,因此对图像传感器的需求也大幅增加。除智能手机之外,图像传感器还被搭载于用来准确感应周围情况变化的自动驾驶汽车、安全系统相机、智能电视机等电子设备,预计市场会不断扩大。随着人工智能、第五代移动通信的快速发展,专家预测,图像传感器市场到2030年将会发展到与现在的存储芯片市场(1630亿美元)不相上下的水平。

  在用于智能手机的高清图像传感器市场抢先一步的三星电子,能否超越索尼的图像传感器呢?业内人士表示,从两家公司的研究开发能力、主力产业和实现规模经济的可能性来看,这是一场有胜算的战争。

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