原创 三分钟了解手机应用中的图像传感器技术

CMOS图像传感器

CMOS图像传感器（CMOS Image Sensor，简称CIS）被称为“手机之眼” ，图像传感器的性能取决于其所能接收的信号数量和质量。然而，如果手机摄像头模块模组变小导致了，其像素尺寸的会缩小，能吸收的光量也随之降低随之变少，最终影响导致图片画质降低。同时，我们又无法通过加大芯片尺寸来提高像素数量。可如果因此而提高像素数量，又会让模块模组变大，确实面对如此是一个两难境遇的选择时。此时需要一种超越物理极限的技术亟需应运而生，即在缩小像素尺寸的同时实现高清摄像功能。

根据上述情况，相比减少像素数量，超高清分辨率已然成为设备提高画质的更核心要素。

高端尖端传感器领域的竞争现已达到了史无前例的也非常激烈程度。苹果、三星电子、LG电子、华为、诺基亚等全球智能手机厂商纷纷在其旗舰手机产品中搭载3D传感器。3D传感器的优势在于非触控操作，即可以通过感应手或面部等部位的形状和动作执行命令。

其中，ToF（Time of Flight）传感器已成为这一市场的新宠，它可以通过光线从光源到达物体，再反射回传感器的飞行时间来测量距离。

ToF是一种尖端3D传感器，通过照射到物体的光线再返回的时间来得出目标物距离，从而识别物体的外部轮廓、空间距离、及运动轨迹及三维轮廓等信息。2017年，苹果iPhone X的3D传感器True Depth相机虽采用结构光（Structured Light，简称SL）技术，但探测距离比ToF短。目前，大部分智能手机厂商已将超越SL技术局限性的ToF技术适用于新款手机中。ToF能够实现生物识别、动作识别、增强现实（AR）、虚拟现实（VR）等功能。面部识别技术将大大提高AR和VR的应用。通过该技术识别人脸，用户可以通过该技术识别人脸制作个人卡通形象并在桌面上与自己喜欢的卡通人物一块跳舞玩耍。，或者通过在3D CIS摄像头的协助下，这项技术还可识别周围环境的三维立体结构，以此可运用于人们日常生活中对起居室家居摆放等构图工作。来制作AR和VR内容。

此外，业界还在积极研发RGB-IR传感器和视觉传感器（Vision Sensor）。前者以集成红外线波长的方式在低光下也能正确识别物体，后者则用于精确识别动作。例如，最具代表性的就是动态视觉传感器（Dynamic Vision Sensor，简称DVS）。它是感应光强变化的超高速动作传感器，可高效地追踪位置变化。由于它仅仅只捕捉动作轨迹，不显示人脸信息，因此在隐私保护方面十分具有优势。，从而，它也适用于监视、救援摄像头和虚拟现实、自动驾驶、动作识别和危险感应技术等多个领域。

半导体行业将其的最终目标落实在开发高效是人工智能（AI）传感器，即一种可突破5.76亿人眼像素的高速传感器技术。业界正在关注在黑夜也能识别障碍物或行人，并实时感应运动轨迹和感兴趣区域（Region of Interest，简称ROI）以实现自动驾驶的技术。一款可以在几乎没有光线的情况下识别高速运动轨迹的图像传感器，有助于让自动驾驶技术取得突破性进展，因此业界正在致力于这方面的研究工作。

与科技产业大趋势中的AI和5G一样，CIS技术将会为未来3D视觉，全自动驾驶以及智能安全等创新应用带来无限可能性。

来源：skhynix