1 什么是CIS芯片
图像传感器有CCD(charge-coupleddevices,电荷耦合器件)和CMOS两种类型,CMOS图像传感器(CMOS Image Sensor,CIS)是多功能传感器,聚合在金属氧化物半导体材料上,每个像素点都带有信号放大器,像素信号能够直接扫描导出。
CIS的结构主要包括感光单元阵列与辅助控制电路,外部物体的亮度和色彩信号被传感器感知,进而应用在图像与视频采集的地方,集成于摄像头模组中。CIS芯片在摄像头中广泛应用,其功能相当于眼睛视网膜,用于感知外界的光刺激信号。
CIS芯片通过感光单元——感光二极管(Photodiode)接受光信号,每个感光单元对应一个像素单元,并将光信号转变成电信号,电信号的强度体现了不同光照的强度,根据这个原理,最终构成一幅色彩斑斓的画面。
CIS分辨率的计算是由CIS的面积除以单个像素点的面积得到的,由于手机内部空间有限,所以想要提升CIS的分辨率,可以从两方面着手,一是提升CIS尺寸,二是缩小每个像素的尺寸,这也是顶级旗舰机型的摄像头配置追求的两大方向。
2 CIS与CDD的区别
这两类传感器光电转换均采用感光二极管,进而把图像转换成数字数据。CCD是利用高感光度的半导体材料制成的器件,可以将光线转变成电荷,再利用模数转换器芯片把电信号转换成数字信号,数字信号压缩处理经USB接口传到电脑上进而形成所采集的图像;CIS和CDD的最大区别是数字数据传送的方式:CCD芯片的电荷是逐像素而进一步移位,速度比较慢;而CIS的每个像素的电荷则是直接转换为电压和读数,速度快。与CCD图像传感器相比,CIS的优势主要体现在以下三个方面
(1)CIS电路省电且节能,几乎没有静态电量消耗;
(2)CIS生产成本低,价格便宜,其生产成本比CCD图像传感器低20%左右;
(3)CIS芯片的结构可方便地与其它硅基元器件集成,从而可有效地降低整个系统的成本。
CIS凭借着上述优势,迅速在民用消费电子市场完成了对CCD的替代,而CCD仅在卫星、医疗等专业领域继续使用。
3 CIS的主要应用领域
CIS芯片主要在各大图像和视频采集场所广泛应用,特别是它是摄像头模组的重要组成部分。简单的说,CIS芯片几乎可以利用在任何需要图像采集的设备中。典型的如手机摄像头、安防摄像头、汽车ADAS的视觉辅助摄像头、医疗行业的X-Ray以及内窥镜、甚至于指纹识别的图像识别芯片等等,都需要用到CIS芯片
4 CIS芯片生产模式
CIS芯片生产模式有三种,分别是IDM模式、Fab-lite模式、Fabless模式
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