1 什么是CMOS图像传感器

CMOS图像传感器(CMOSimagesensor，CIS)是模拟电路和数字电路的集成。因其体积小、功耗低等优势，在图像传感器领域占有率达到90%。

CIS的主要流程是：第一步借助感光单元阵列将所获取对象景物的相关信息，如亮度和色彩等，由光信号转换成电信号，然后依次读出电信号，利用ADC(AnalogDigitalConvertor)数模转换模块转换成数字信号，最后预处理数字信号，利用传输接口使图像信息传送并被平台接收。一个CIS上的像素数就是将CIS传感器分割成的份数，每个像素单独感光，所有像素的感光结果组合成为最终图像。

2 CDD芯片与CIS芯片比较

(1)快门：CDD是全局快门，CIS是全局或滚动

(2)同一分辨率的相机或芯片的成本：CDD成本非常高，CIS滚动快门成本非常低，全局快门成本中等

(3)最大读出速度：CDD通常不高于20FPS，CIS非常高，潜力无限

(4)耗电：CDD高，CIS低

(5)镜头选择范围：CDD因芯片尺寸大多较大，选择范围有限，CIS选择范围非常大

(6)成像质量(动态范围)：CDD高，CIS范围广

(7)成像质量(灵敏度)：CDD高，CIS范围广

(8)城乡质量(低噪点)：CDD和CIS都几乎没有

3 CIS芯片质量评价

一般而言有以下核心技术指标：光学尺寸、像素大小、像素数、帧率、感光元件架构、信噪比、动态范围、灵敏度、量子效率等。

(1)像素大小(μm)：指每个像素点的尺寸，在有限的感光元件尺寸下，更小的像素点尺寸意味着元件上能够容纳更多的像素数目.

(2)光学尺寸(英寸)：指感光元件的尺寸，尺寸越大时接收的光信号越多，感光性能越好

(3)总像素数(个)：指感光元件.上容纳的像素数目，直接决定了CMOS图像传感器成像的清晰度。总像素数量越大，图像清晰度越好

(4)帧率(fbs)：指单位时间记录图像的帧数，决定了CMOS图像传感器录像的流畅程度和抓拍能力。帧率越高，流畅程度越好

(5)感光元件架构(FSI、BSI等)：指光线入射光电二极管的方向，FSI为前照式入射(即光线从光电二极管的电路面入射)，BSI为背照式入射(即光线从光电二极管的背面入射)。BSI相较FSI具备更好的成像效果及更高的工艺难度

(6)信噪比(dB)：指信号电压相对于噪声电压的比值，体现了CMOS图像传感器对信号的控制能力。信噪比越高，噪声抑制效果越好

(7)动态范围(dB)：指输出端的信号峰值电压与均方根噪声电压之比，为CMOS图像传感器的工作范围，反映了其图像信号处理能力。动态范围越大，图像信号处理能力越强

(8)灵敏度(V/ux*sec)指单位光功率产生的信号电流，体现了CMOS图像传感器对入射光的响应能力。灵敏度越大，入射光的响应能力越强

(9)量子效率：指某一特定波长下单位时间内产生的平均光电子数与入射光子数之比，体现了CMOS图像传感器的光电转换能力。量子效率越高，光电转换能力越强

4 CIS的应用领域

(1)汽车领域：应用领域从传统的倒车雷达影像、前置行车记录仪慢慢延伸到电子后视镜、360度全景成像、线路检测、障碍物检测、防撞和自动驾驶等。目前，后视摄像头是CIS汽车领域的主要应用，总体呈稳定增长趋势。

(2)安防监控：2016年安防领域的CMOS图像传感器市场用量约为1亿颗，预计到2022年将增长至3.2亿颗。根据ICInsights的数据，2018年CMOS图像传感器在安防领域的市场规模为8.2亿美元，预计2023年将上升至20亿美元，年复合增长率19.5%。

(3)医疗影像领域：传统医疗、科研及工业智能领域主要使用CCD图像传感器，随着技术进步，当下医疗和科研领域在不断谋求使用成本更低效果更好的CMOS图像传感器来替代大部分老旧产品。

(4)手机领域：手机摄像头是CIS的主要应用领域，消费者对手机摄像头性能提出更高的要求，摄像成为了智能手机核心功能，手机摄像头由单个后置摄像头逐渐升级为后置双摄、前后双摄乃至3D感应模组、后置三摄等，使得CIS的出货量和市场规模逐年提升。目前，智能手机市场稳定，多镜头应用领域平均年增长率为15%，智能手机光学传感器尺寸平均年增长率20%，

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