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
中國(guó)是全球手機(jī)產(chǎn)業(yè)中心。數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì),全球有超過(guò)40% 的手機(jī)來(lái)自于中國(guó),智能手機(jī)全球出貨量,中國(guó)大陸手機(jī)份額超38%。
龐大的市場(chǎng)造就了中國(guó)獨(dú)一無(wú)二的產(chǎn)業(yè)鏈。其中,手機(jī)攝像頭行業(yè)備受關(guān)注。目前,主流一線攝像頭模組廠商都有采用COB產(chǎn)線;二三四線攝像頭模組廠商大部分均有采用COB/CSP產(chǎn)線。如今,雙攝像頭市場(chǎng)快速增長(zhǎng),各大模組廠商均處于產(chǎn)能擴(kuò)充期。
首先,科普下手機(jī)攝像頭組成和原理!
手機(jī)攝像頭由PCB板、鏡頭、固定器和濾色片、DSP(CCD用) 、傳感器等部件組成。
其工作原理為:拍攝景物通過(guò)鏡頭,將生成的光學(xué)圖像投射到傳感器上,然后光學(xué)圖像被轉(zhuǎn)換成電信號(hào),電信號(hào)再經(jīng)過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換變?yōu)閿?shù)字信號(hào),數(shù)字信號(hào)經(jīng)過(guò)DSP加工處理,再被送到手機(jī)處理器中進(jìn)行處理,最終轉(zhuǎn)換成手機(jī)屏 幕上能夠看到的圖像。
PCB板就是攝像頭中用到的印刷電路板,分為硬板、軟板、軟硬結(jié)合板三種。
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鏡頭是將拍攝景物在傳感器上成像的器件,它通常由幾片透鏡組成。從材質(zhì)上看,攝像頭的鏡頭可分為塑膠透鏡和玻璃透鏡。玻璃透光性以及成像質(zhì)量都具有較大優(yōu)勢(shì),但玻璃透鏡成本也高。因此一個(gè)攝像頭品質(zhì)的好壞,與鏡頭也是有一定關(guān)系的。
鏡頭有兩個(gè)較為重要的參數(shù):光圈和焦距。光圈是安裝在鏡頭上控制通過(guò)鏡頭到達(dá)傳感器的光線多少的裝置,除了控制通光量,光圈還具有控制景深的功能,光圈越大,景深越小,平時(shí)在拍人像時(shí)背景朦朧效果就是小景深的一種體現(xiàn)。 另外鏡頭的另一重要參數(shù)是“焦距”。焦距是從鏡頭的中心點(diǎn)到傳感器平面上所形成的清晰影像之間的距離。根據(jù)成像原理,鏡頭的焦距決定了該鏡頭拍攝的物體在傳感器上所形成影像的大小。比如在拍攝同一物體時(shí),焦距越長(zhǎng),就能拍到該物體越大的影像。長(zhǎng)焦距類似于望遠(yuǎn)鏡。
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固定器和濾色片。固定器的作用, 實(shí)際上就是來(lái)固定鏡頭,另外固定器上還會(huì)有一塊濾色片。濾色片也即“分色濾色片”,目前有兩種分色方式,一種是RGB原色分色法,另一種是 CMYK補(bǔ)色分色法。原色CCD的優(yōu)勢(shì)在于畫質(zhì)銳利,色彩真實(shí),但缺點(diǎn)則是噪聲問(wèn)題,一般采用原色CCD的數(shù)碼相機(jī),ISO感光度多半不會(huì)超過(guò)400。相對(duì)的,補(bǔ)色CCD多了一個(gè)Y黃色濾色器,犧牲了部分影像的分辨率,但I(xiàn)SO值一般都可設(shè)定在800以上。
DSP又叫數(shù)字信號(hào)處理芯片。它的功能是通過(guò)一系列復(fù)雜的數(shù)學(xué)算法運(yùn)算,對(duì)數(shù)字圖像信號(hào)進(jìn)行優(yōu)化處理,最后把處理后的信號(hào)傳到顯示器上。
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上面所說(shuō)的DSP是CCD中會(huì)使用。因?yàn)樵贑MOS傳感器的攝像頭中,其DSP芯片已經(jīng)集成到CMOS中,從外觀上來(lái)看,它們就是一個(gè)整體。而采用CCD傳感器的攝像頭則分為CCD和DSP兩個(gè)獨(dú)立部分。
傳感器是攝像頭組成的核心,也是最關(guān)鍵的技術(shù),它是一種用來(lái)接收通過(guò)鏡頭的光線,并且將這些光信號(hào)轉(zhuǎn)換成為電信號(hào)的裝置。簡(jiǎn)單的理解,我們可以把傳感器看做是傳統(tǒng)相機(jī)用的膠片,雖然兩者原理不同,但在相機(jī)整體組成結(jié)構(gòu)中有一定相似度。
感光器件面積越大,捕獲的光子越多,感光性能越好,信噪比越低。
常見(jiàn)的攝像頭傳感器主要有兩種,一種是CCD傳感器,一種是CMOS傳感器。兩者區(qū)別在于:CCD的優(yōu)勢(shì)在于成像質(zhì)量好,但是由于制造工藝復(fù)雜,只有少數(shù)的廠商能夠掌握,所以導(dǎo)致制造成本居高不下,特別是大型CCD,價(jià)格非常高昂。在相同分辨率下,CMOS價(jià)格比CCD便宜,但是CMOS器件產(chǎn)生的圖像質(zhì)量相比CCD來(lái)說(shuō)要低一些。
目前市場(chǎng)的手機(jī)攝像頭芯片分別有國(guó)產(chǎn)的、韓系的和美系的。其中最好的是美系芯片,韓系的芯片價(jià)格適中,國(guó)產(chǎn)芯片最便宜。這些芯片價(jià)格不同,所針對(duì)的市場(chǎng)也不同。
近幾年,雙攝像頭已經(jīng)成為手機(jī)主流。今年9月初,發(fā)布的iPhone 7 Plus 引入了雙攝像頭設(shè)計(jì);華為已經(jīng)有多款手機(jī)使用雙攝像頭,今年已經(jīng)上市的P9/P9Plus,傳即將發(fā)布的華為Mate 9 也搭載了雙攝像頭。
增加一個(gè)攝像頭,設(shè)計(jì)者可以在維持手機(jī)輕薄的外形基礎(chǔ)上提升拍照性能。雙攝像頭的設(shè)計(jì)已經(jīng)成為智能手機(jī)發(fā)展的一大趨勢(shì)。這樣的設(shè)計(jì)可以實(shí)現(xiàn)諸多拍照體驗(yàn),如雙圖像拍攝、光學(xué)變焦、圖像暗光增強(qiáng)和3D 拍攝等。雙攝也成為了各大手機(jī)品牌強(qiáng)調(diào)差異化的一大亮點(diǎn)。
據(jù)預(yù)測(cè),到2018年雙攝產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)袌?chǎng)規(guī)模預(yù)計(jì)超過(guò)87.3億元。16-18 年復(fù)合增長(zhǎng)率將達(dá)到達(dá)134%。這其中CMOS芯片、鏡頭等模組的產(chǎn)業(yè)鏈將會(huì)迎來(lái)快速發(fā)展。
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那么,CMOS圖像傳感器玩家有哪些?
一直以來(lái),芯片產(chǎn)品在手機(jī)攝像頭行業(yè)中都十分搶手。
有分析師指出:“得益于索尼圖像傳感器能提供極高的畫質(zhì)和先進(jìn)的功能,并大幅縮小了原有尺寸,幾乎所有廠商都對(duì)此趨之若鶩,索尼借機(jī)壟斷了中高端手機(jī)傳感器市場(chǎng)。”
諸如蘋果、三星、華為、小米、OPPO、vivo、中興、酷派等終端品牌旗艦機(jī)型上無(wú)一例外的選用了索尼圖像傳感器,可以說(shuō)索尼圖像傳感器業(yè)務(wù)已經(jīng)涵蓋了全球一線終端品牌。
此外,這一市場(chǎng)的主要玩家還有三星、豪威、海力士以及格科微。從2015年出貨量的角度,第二梯隊(duì)玩家還有安森美、松下、意法半導(dǎo)體、臺(tái)灣原相、東芝、派視爾、夏普、e2v、奇景光電等。出貨量雖然不高,但單價(jià)較高,主打高端路線的品牌還有佳能、AMSCmosis、仙童半導(dǎo)體、埃賽力達(dá)、日本濱松以及加拿大品牌Teledyne DALSA。
值得一提的是,在雙攝像頭產(chǎn)品上,目前索尼在業(yè)內(nèi)仍是一枝獨(dú)秀,與普通芯片不同,攝像頭圖像傳感器的工藝和技術(shù)并非同業(yè)者能夠輕易復(fù)制的。隨著雙攝像頭在各大終端品牌中普及,索尼在手機(jī)攝像頭芯片高端市場(chǎng)的霸主地位將再次得以鞏固。
與高端市場(chǎng)相比, 低端攝像頭芯片領(lǐng)域的情況就要簡(jiǎn)單一些,幾乎全部被國(guó)產(chǎn)芯片廠商瓜分,其中格科微可以說(shuō)一家獨(dú)大,市場(chǎng)占有率達(dá)約七成。格科微在低端攝像頭芯片市場(chǎng)一直是以低價(jià)為利器。產(chǎn)品多以薄利多銷的形式為主,這也使得其迅速占領(lǐng)這一市場(chǎng)。
移動(dòng)端作為市場(chǎng)的絕對(duì)主體,CMOS圖像傳感器份額在六成左右。移動(dòng)攝像頭未來(lái)將會(huì)成為多個(gè)傳感器的光電子綜合體。
專業(yè)人士預(yù)計(jì)在2020年前后,雙攝智能手機(jī)的滲透率將超過(guò)20%。事實(shí)上,相關(guān)技術(shù)都已經(jīng)就緒,就看誰(shuí)能率先帶來(lái)殺手級(jí)產(chǎn)品。
在龐大的手機(jī)市場(chǎng)推動(dòng)下,手機(jī)攝像頭行業(yè)備受關(guān)注。目前全國(guó)大約有400余家攝像頭模組廠商,100余家鏡頭廠商,60余家VCM馬達(dá)廠商,150余家FPC廠商,以及周邊約2000余家的輔料、各類設(shè)備塑膠件、材料等企業(yè)。
以下列舉30家中國(guó)攝像頭模組生產(chǎn)廠商
1、舜宇光學(xué)科技(集團(tuán))有限公司
總部:浙江
主營(yíng):綜合光學(xué)產(chǎn)品制造商和光學(xué)影像系統(tǒng)解決方案提供商,手機(jī)鏡頭、車載鏡頭、手機(jī)攝像模組等主導(dǎo)產(chǎn)品的全球市占率居行業(yè)前列。
2、深圳歐菲光科技股份有限公司
總部:深圳
主營(yíng):精密光電薄膜元器件制造,電容式觸摸屏、攝像頭模組、指紋識(shí)別模組等。
3、信利光電股份有限公司
總部:香港
主營(yíng):電容式觸摸,微型攝像頭模組及集成觸控模組產(chǎn)品研發(fā)、制造、銷售。信利攝像模組產(chǎn)品被廣泛應(yīng)用于手機(jī)、平板電腦、MP3、MP4、玩具、汽車、圖像掃描儀、安防監(jiān)控與醫(yī)療設(shè)備等。
4、丘鈦科技(集團(tuán))有限公司
總部:江蘇昆山
主營(yíng):專注于面向中國(guó)品牌智能手機(jī)及平板電腦制造商的中高端攝像頭模組市場(chǎng),介于300萬(wàn)像素及以下至1,600萬(wàn)像素之間的優(yōu)質(zhì)變焦及定焦攝像頭模組。
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5、光寶集團(tuán)
總部:臺(tái)灣
主營(yíng):最早是由生產(chǎn)發(fā)光二極體(LED)起家。零組件:電源管理系統(tǒng),光電零組件。模組:相機(jī)模組,網(wǎng)通產(chǎn)品,DTCasing。系統(tǒng):可攜式娛樂(lè)系統(tǒng),多功能事務(wù)機(jī)/打印機(jī),輸入裝置,網(wǎng)路交換機(jī),無(wú)線網(wǎng)路基地臺(tái),個(gè)人數(shù)位助理,可攜式導(dǎo)航系統(tǒng)。
6、東聚電子科技集團(tuán)
東聚電子科技集團(tuán)是由臺(tái)灣致伸科技股份有限公司于1989年10月在中國(guó)內(nèi)地投資設(shè)立。
總部:東莞
主營(yíng):攝像頭模組,藍(lán)牙通訊裝置,行動(dòng)裝置配件,無(wú)線充電完整解決方案,鍵盤模塊,先進(jìn)光學(xué)復(fù)合膜等。
7、群光電子股份有限公司
總部:臺(tái)灣
主營(yíng):個(gè)人電腦攝影機(jī)、數(shù)位相機(jī)、數(shù)位影像模組、手機(jī)相機(jī)模組
8、富士康科技集團(tuán)
總部:臺(tái)灣
主營(yíng):計(jì)算機(jī)、通訊、消費(fèi)電子等3C產(chǎn)品研發(fā)制造。
9、三贏興電子科技有限公司
總部:湖北咸寧
主營(yíng):手機(jī)內(nèi)置攝像模組,汽車倒車影像系統(tǒng),數(shù)碼相機(jī),安防、監(jiān)控類,筆記本內(nèi)置攝像模組等。
10、深圳市四季春科技有限公司
總部:深圳
主營(yíng):手機(jī)攝像頭模組、微型揚(yáng)聲器、受話器、音腔盒ERP系統(tǒng)、OA辦公系統(tǒng)推廣應(yīng)用和技術(shù)支持 。
11、深圳市盛泰光電有限公司
總部:深圳
主營(yíng):CCM研發(fā)、制造、銷售
12、惠州市桑萊士光電有限公司
總部:惠州
主營(yíng):手機(jī)攝像頭模組、觸摸屏模組、光學(xué)鏡頭、精密部件
13、廣東光陣光電科技有限公司
總部:東莞
主營(yíng):鼠標(biāo)掃描儀、視話通、文檔拍攝儀、手機(jī)攝像模組及多領(lǐng)域攝像功能組件
14、深圳市金康光電有限公司
總部:深圳
主營(yíng):手機(jī)配件、光電組件和數(shù)碼電子產(chǎn)品,以手機(jī)攝像頭為主打產(chǎn)品。
15、深圳市凱木金科技有限公司
總部:深圳
主營(yíng):各種類型攝像模組,數(shù)碼產(chǎn)品展示防盜防損安防產(chǎn)品及其它電子類產(chǎn)品OEM。
16、深圳市方德亞科技有限公司
總部:深圳
主營(yíng):手機(jī)攝像頭和MID攝像頭方案提供商,手機(jī)攝像頭、平板電腦、筆記本電腦攝像頭制造商。
17、深圳市日永光電科技有限公司
總部:深圳
主營(yíng):攝像頭模組
18、深圳成像通科技有限公司
總部:深圳
主營(yíng):攝像頭模組
19、深圳統(tǒng)聚光電有限公司
總部:深圳
主營(yíng):CMOS攝像頭模組、半導(dǎo)體封裝和SMT貼片加工研發(fā)、制造、銷售。主要提供VGA攝像模組(30萬(wàn)像素),130萬(wàn)像素高清模組,200萬(wàn)攝像模組;COB模組車間,主要提供:300萬(wàn)像素模組,500萬(wàn)攝像模組及800萬(wàn)攝像模組。
20、深圳博立信科技有限公司
總部:深圳
主營(yíng):研發(fā)與生產(chǎn)CCM數(shù)碼攝像頭
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21、廣州大凌實(shí)業(yè)股份有限公司
總部:廣州
主營(yíng):主營(yíng)業(yè)務(wù)手機(jī)內(nèi)置圖像采集器、汽車電子、醫(yī)療電子。手機(jī)內(nèi)置圖像采集器產(chǎn)品包括CSP(30萬(wàn)元~500萬(wàn)像素)、WLM(30萬(wàn)~200萬(wàn)像素)、COB(500~1400萬(wàn))。 汽車電子包括全景攝像頭、前視攝像頭、后視攝像頭。醫(yī)療電子有一次性內(nèi)窺鏡。
22、深圳市科特通光電有限公司
總部:深圳
主營(yíng):CMOS、CCD為核心的影像產(chǎn)品研發(fā)與制造。
23、深圳市億威利電子有限公司
總部:深圳
主營(yíng):高像素模組
24、深圳卓銳通電子有限公司
總部:深圳
主營(yíng):手機(jī)和電腦攝像頭的生產(chǎn)及銷售
25、江蘇正橋影像科技股份有限公司
總部:江蘇南京
主營(yíng):致力于研發(fā)、生產(chǎn)、銷售手機(jī)攝像頭
26、百辰光電股份有限公司
總部:臺(tái)灣
主營(yíng):筆記本電腦相機(jī)模組、行動(dòng)電話相機(jī)模組、網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)等。
27、昆山凱爾光電科技有限公司
總部:昆山
主營(yíng):手機(jī)攝像模組,計(jì)算機(jī)攝像模組,汽車攝像模組,樓宇、安防用攝像模組,玩具攝像模組,觸控屏模組的的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)。
28、沈陽(yáng)敏像科技有限公司
總部:沈陽(yáng)
主營(yíng):數(shù)碼攝像模組及相關(guān)視像產(chǎn)品的研發(fā)、設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、銷售
29、深圳市康隆光電有限公司
總部:深圳
主營(yíng):專業(yè)研發(fā)和生產(chǎn)高端高清攝像模組,用途廣泛,涉及手機(jī)、電腦、數(shù)碼相機(jī)、汽車、安防等。
30、深圳市華德森電子科技有限公司
總部:深圳
主營(yíng):指紋識(shí)別,雙攝像頭,固定對(duì)焦模組,手動(dòng)對(duì)焦模組,自動(dòng)對(duì)焦模組,光學(xué)變焦模組,光學(xué)防抖模組
編者語(yǔ):在手機(jī)產(chǎn)業(yè)鏈中,手機(jī)攝像頭行業(yè)極其重要。手機(jī)攝像頭由PCB板、鏡頭、固定器和濾色片、DSP(CCD用) 、傳感器等部件組成。其中傳感器(常用色是COMS圖像傳感器)是攝像頭組成的核心,也是最關(guān)鍵的技術(shù)。所以芯片產(chǎn)品在手機(jī)攝像頭行業(yè)中都十分搶手,國(guó)際知名玩家都有自己的布局。尤其近幾年,雙攝像頭稱為主流,各芯片廠家更是相互競(jìng)爭(zhēng),最后誰(shuí)能給這個(gè)領(lǐng)域帶來(lái)殺手級(jí)產(chǎn)品,就拭目以待了。
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總結(jié)
以上是生活随笔為你收集整理的从原理到CMOS图像传感器玩家,一文读懂手机摄像头所有猫腻的全部?jī)?nèi)容,希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。
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