图像传感器有哪些类型_图像传感器怎么选

新网编辑 2025年09月24日 19:08 7 0

一、图像传感器到底有哪些类型？

图像传感器（Image Sensor）是把光信号转换成电信号的核心器件，目前主流只有两大阵营：CCD（Charge-Coupled Device）与CMOS（Complementary Metal-Oxide-Semiconductor）。除此之外，还有面向特殊场景的BSI-CMOS、Stacked CMOS、Global Shutter CMOS、ToF Sensor等细分形态。

（图片来源网络，侵删）

1. CCD：老牌贵族，画质细腻但成本高

工作原理：光生电荷逐行转移到单一输出节点，再统一放大。
优点：高动态范围、低噪声、色彩层次丰富。
缺点：功耗高、外围电路复杂、价格昂贵。
典型应用：天文望远镜、高端医疗影像、科研级显微镜。

2. 传统前照式CMOS：性价比王者

工作原理：像素上方布线层先接收光，再进入光电二极管。
优点：集成度高、功耗低、量产成本低。
缺点：受布线遮挡，进光量损失约30%，暗光表现一般。
典型应用：早期智能手机、安防摄像机、行车记录仪。

3. BSI-CMOS：把像素“翻过来”的革命

核心改进：将光电二极管置于最上层，布线层下沉，进光量提升约40%。
优势：暗光噪点更低、读取速度更快。
代表型号：Sony IMX989、Samsung HP3。

4. Stacked CMOS：在像素里“盖楼”

结构：像素层+逻辑处理层+DRAM缓存层垂直堆叠。
亮点：实现960fps超慢动作、4K 120Hz无畸变视频。
代表型号：Sony IMX766、OmniVision OV50A。

5. Global Shutter CMOS：冻结高速运动

痛点解决：传统Rolling Shutter逐行曝光会产生“果冻效应”，Global Shutter一次性整帧曝光。
适用场景：无人机航拍、工业检测、AR/VR头显。
代表型号：Sony IMX455AQR、onSemi AR0234CS。

二、图像传感器怎么选？六个自问自答帮你避坑

Q1：我拍夜景多，首要指标是什么？

答案：看单像素面积与信噪比。单像素≥1.0 µm、BSI或Stacked结构、支持双原生ISO的型号优先。

Q2：做直播带货，需要对焦快、肤色准，怎么挑？

答案：选全像素双核/四核对焦的CMOS，例如Sony IMX663、Samsung 2L7；同时确认ISP支持肤色保护算法。

Q3：工业AOI检测，必须无畸变，参数怎么看？

答案：锁定Global Shutter，再查快门最短曝光时间（≤1 µs）与触发延迟（≤10 µs）。

Q4：车载环视摄像头，温度范围-40℃~105℃，如何保障可靠性？

答案：选车规级AEC-Q100 Grade 2以上认证，封装为CSP或陶瓷，并确认温度漂移补偿算法已固化。

Q5：预算有限，又想上高像素，怎么平衡？

答案：优先0.7 µm小像素+像素四合一方案，白天高解析，夜晚合成2.8 µm大像素。代表：Samsung JN1、OmniVision OV64B。

（图片来源网络，侵删）

Q6：未来三年不落伍，要关注哪些技术趋势？

双层晶体管像素：Sony Exmor T把像素晶体管与光电二极管分离，动态范围提升2倍。
RGBW/RYYB滤光阵列：进光量再增30%，但需ISP做色彩还原。
Chip-on-Wafer集成ISP：模组尺寸缩小20%，功耗降低15%。

三、实战选型清单：不同场景一次给全

手机主摄旗舰

推荐型号：Sony IMX989（1英寸，BSI+Stacked）
理由：超大底+Octa-PD对焦，夜景与视频全能。

运动相机

推荐型号：Sony IMX677（1/1.3英寸，Rolling+电子防抖）
理由：支持4K 120fps HDR，功耗仅480 mW。

安防4K云台

推荐型号：OmniVision OS08A10（1/2英寸，BSI）
理由：星光级0.001 lux，内置多次曝光WDR。

工业高速检测

推荐型号：onSemi PYTHON 5000（Global Shutter，5 µm像素）
理由：850 fps@VGA，触发精度±1 µs。

四、供应链与价格走势：2024年最新情报

受车载与AIoT需求拉动，8英寸BSI-CMOS产能持续吃紧，Sony、Samsung、SK Hynix已把2024年Q3产能预订一空。中小厂商可转向12英寸55 nm工艺的国产替代，如格科微GC32E1、思特威SC850SL，价格较国际大厂低20%-30%，且交期缩短至8周。