从原理到CMOS图像传感器玩家,一文读懂手机摄像头所有猫腻
中国是全球手机产业中心。数据统计,全球有超过40% 的手机来自于中国,智能手机全球出货量,中国大陆手机份额超38%。
庞大的市场造就了中国独一无二的产业链。其中,手机摄像头行业备受关注。目前,主流一线摄像头模组厂商都有采用COB产线;二三四线摄像头模组厂商大部分均有采用COB/CSP产线。如今,双摄像头市场快速增长,各大模组厂商均处于产能扩充期。
首先,科普下手机摄像头组成和原理!
手机摄像头由PCB板、镜头、固定器和滤色片、DSP(CCD用) 、传感器等部件组成。
其工作原理为:拍摄景物通过镜头,将生成的光学图像投射到传感器上,然后光学图像被转换成电信号,电信号再经过模数转换变为数字信号,数字信号经过DSP加工处理,再被送到手机处理器中进行处理,最终转换成手机屏 幕上能够看到的图像。
PCB板就是摄像头中用到的印刷电路板,分为硬板、软板、软硬结合板三种。
镜头是将拍摄景物在传感器上成像的器件,它通常由几片透镜组成。从材质上看,摄像头的镜头可分为塑胶透镜和玻璃透镜。玻璃透光性以及成像质量都具有较大优势,但玻璃透镜成本也高。因此一个摄像头品质的好坏,与镜头也是有一定关系的。
镜头有两个较为重要的参数:光圈和焦距。光圈是安装在镜头上控制通过镜头到达传感器的光线多少的装置,除了控制通光量,光圈还具有控制景深的功能,光圈越大,景深越小,平时在拍人像时背景朦胧效果就是小景深的一种体现。 另外镜头的另一重要参数是"焦距"。焦距是从镜头的中心点到传感器平面上所形成的清晰影像之间的距离。根据成像原理,镜头的焦距决定了该镜头拍摄的物体在传感器上所形成影像的大小。比如在拍摄同一物体时,焦距越长,就能拍到该物体越大的影像。长焦距类似于望远镜。
固定器和滤色片。固定器的作用, 实际上就是来固定镜头,另外固定器上还会有一块滤色片。滤色片也即"分色滤色片",目前有两种分色方式,一种是RGB原色分色法,另一种是 CMYK补色分色法。原色CCD的优势在于画质锐利,色彩真实,但缺点则是噪声问题,一般采用原色CCD的数码相机,ISO感光度多半不会超过400。相对的,补色CCD多了一个Y黄色滤色器,牺牲了部分影像的分辨率,但ISO值一般都可设定在800以上。
DSP又叫数字信号处理芯片。它的功能是通过一系列复杂的数学算法运算,对数字图像信号进行优化处理,最后把处理后的信号传到显示器上。
上面所说的DSP是CCD中会使用。因为在CMOS传感器的摄像头中,其DSP芯片已经集成到CMOS中,从外观上来看,它们就是一个整体。而采用CCD传感器的摄像头则分为CCD和DSP两个独立部分。
传感器是摄像头组成的核心,也是最关键的技术,它是一种用来接收通过镜头的光线,并且将这些光信号转换成为电信号的装置。简单的理解,我们可以把传感器看做是传统相机用的胶片,虽然两者原理不同,但在相机整体组成结构中有一定相似度。
感光器件面积越大,捕获的光子越多,感光性能越好,信噪比越低。
常见的摄像头传感器主要有两种,一种是CCD传感器,一种是CMOS传感器。两者区别在于:CCD的优势在于成像质量好,但是由于制造工艺复杂,只有少数的厂商能够掌握,所以导致制造成本居高不下,特别是大型CCD,价格非常高昂。在相同分辨率下,CMOS价格比CCD便宜,但是CMOS器件产生的图像质量相比CCD来说要低一些。
目前市场的手机摄像头芯片分别有国产的、韩系的和美系的。其中最好的是美系芯片,韩系的芯片价格适中,国产芯片最便宜。这些芯片价格不同,所针对的市场也不同。
近几年,双摄像头已经成为手机主流。今年9月初,发布的iPhone 7 Plus 引入了双摄像头设计;华为已经有多款手机使用双摄像头,今年已经上市的P9/P9Plus,传即将发布的华为Mate 9 也搭载了双摄像头。
增加一个摄像头,设计者可以在维持手机轻薄的外形基础上提升拍照性能。双摄像头的设计已经成为智能手机发展的一大趋势。这样的设计可以实现诸多拍照体验,如双图像拍摄、光学变焦、图像暗光增强和3D 拍摄等。双摄也成为了各大手机品牌强调差异化的一大亮点。
据预测,到2018年双摄产业链市场规模预计超过87.3亿元。16-18 年复合增长率将达到达134%。这其中CMOS芯片、镜头等模组的产业链将会迎来快速发展。
那么,CMOS图像传感器玩家有哪些?
一直以来,芯片产品在手机摄像头行业中都十分抢手。
有分析师指出:"得益于索尼图像传感器能提供极高的画质和先进的功能,并大幅缩小了原有尺寸,几乎所有厂商都对此趋之若鹜
- 传感器和致动器正成为元器件市场新热(03-12)
- 图像传感器市场突破60亿美元,CMOS将占主导地位(05-22)
- 超低功率“智能尘埃”创新无限,无线传感器技术继续高歌猛进(05-22)
- 电化学气体传感器核心技术见突破(05-26)
- 日本工业机器人选中Cognex视觉传感器作为标准组件(04-14)
- 欧姆龙索能发力通用传感器市场,上海成立合资公司(05-08)