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

　　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。

　　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。

　　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。

　　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，索尼借机垄断了中高端手机传感器市场。”

　　诸如苹果、三星、华为、小米、OPPO、vivo、中兴、酷派等终端品牌旗舰机型上无一例外的选用了索尼图像传感器，可以说索尼图像传感器业务已经涵盖了全球一线终端品牌。

　　此外，这一市场的主要玩家还有三星、豪威、海力士以及格科微。从2015年出货量的角度，第二梯队玩家还有安森美、松下、意法半导体、原相、东芝、派视尔、夏普、e2v、奇景光电等。出货量虽然不高，但单价较高，主打高端路线的品牌还有佳能、AMSCmosis、仙童半导体、埃赛力达、日本滨松以及加拿大品牌Teledyne DALSA。

　　值得一提的是，目前索尼在业内仍是一枝独秀，与普通芯片不同，摄像头图像传感器的工艺和技术并非同业者能够轻易复制的。随着摄像头在各大终端品牌中普及，索尼在手机摄像头芯片高端市场的霸主地位将再次得以巩固。

　　与高端市场相比， 低端摄像头芯片领域的情况就要简单一些，几乎全部被国产芯片厂商瓜分，其中格科微可以说一家独大，市场占有率达约七成。格科微在低端摄像头芯片市场一直是以低价为利器。产品多以薄利多销的形式为主，这也使得其迅速占领这一市场。

　　移动端作为市场的绝对主体，CMOS图像传感器份额在六成左右。移动摄像头未来将会成为多个传感器的光电子综合体。

　　在庞大的手机市场推动下，手机摄像头行业备受关注。目前全国大约有400余家摄像头模组厂商，100余家镜头厂商，60余家VCM马达厂商，150余家FPC厂商，以及周边约2000余家的辅料、各类设备塑胶件、材料等企业。

　　主营：综合光学产品制造商和光学影像系统解决方案提供商，手机镜头、车载镜头、手机摄像模组等主导产品的全球市占率居行业前列。

　　主营：电容式触摸，微型摄像头模组及集成触控模组产品研发、制造、销售。信利摄像模组产品被广泛应用于手机、平板电脑、MP3、MP4、玩具、汽车、图像扫描仪、安防监控与医疗设备等。

　　主营：专注于面向中国品牌智能手机及平板电脑制造商的中高端摄像头模组市场，介于300万像素及以下至1，600万像素之间的优质变焦及定焦摄像头模组。

　　主营：最早是由生产发光二极体（LED）起家。零组件：电源管理系统，光电零组件。模组：相机模组，网通产品，DTCasing。系统：可携式娱乐系统，多功能事务机/打印机，输入装置，网路交换机，无线网路基地台，个人数位助理，可携式导航系统。

　　主营：摄像头模组，蓝牙通讯装置，行动装置配件，无线充电完整解决方案，键盘模块，先进光学复合膜等。

　　主营：手机摄像头模组、微型扬声器、受话器、音腔盒ERP系统、OA办公系统推广应用和技术支持 。

　　主营：CMOS摄像头模组、半导体封装和SMT贴片加工研发、制造、销售。主要提供VGA摄像模组（30万像素），130万像素高清模组，200万摄像模组；COB模组车间，主要提供：300万像素模组，500万摄像模组及800万摄像模组。

　　主营：主营业务手机内置图像采集器、汽车电子、医疗电子。手机内置图像采集器产品包括CSP（30万元~500万像素）、WLM（30万~200万像素）、COB（500~1400万）。汽车电子包括全景摄像头、前视摄像头、后视摄像头。医疗电子有一次性内窥镜。

　　主营：手机摄像模组，计算机摄像模组，汽车摄像模组，楼宇、安防用摄像模组，玩具摄像模组，触控屏模组的的设计、生产。

　　主营：指纹识别，双摄像头，固定对焦模组，手动对焦模组，自动对焦模组，光学变焦模组，光学防抖模组

　　在手机产业链中，手机摄像头行业极其重要。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。其中传感器（常用色是COMS图像传感器）是摄像头组成的核心，也是最关键的技术。所以芯片产品在手机摄像头行业中都十分抢手，国际知名玩家都有自己的布局。各芯片厂家相互竞争，最后谁能给这个领域带来杀手级产品，就拭目以待了。