第4部分:非拜耳CFA,相位检测自动对焦(PDAF)

4部分的系列博:艺术智能手机成像器的状态

第4部分:非拜耳CFA,相位检测自动对焦(PDAF)

发布时间:二零一九年七月三十零日
投稿作者:雷方丹

内容改编自TechInsights为2019年国际图像传感器研讨会(IISW)撰写的论文

此博客系列的结构分为四个部分:

(1)芯片堆叠和芯片至芯片互连
(2)像素缩放以及缩放使能器
(3)有源硅厚度和深沟隔离(DTI)结构,和
(4)非Bayer彩色滤波器阵列,并且相位检测自动对焦(PDAF)

分配给该IISW通话时间不允许的光学堆叠趋势的讨论,这是不是一个话题,很适合文字+数字的讨论。这就是说,图1示出了用于0.8μm的产生像素所需的光学堆叠变薄。据我们所知,三星保持在1.17微米的世界纪录薄光学堆叠在其ISOCELL Plus技术平台上实现。

光学堆叠和厚度调查

图1:光学叠加和厚度测量

智能手机成像仪的国家的最先进

从TechInsights的呈现在IISW 2019下载我们的论文和幻灯片。

布鲁斯·拜尔会感到自豪!他的RGGB CFA的发明仍是重负荷和小像素图像传感器的最好的朋友。我们在不同的应用空间记录了使用多个非拜耳CFA计划在更大的像素,只是在小空间像素数,按照图2 OmniVision公司和索尼推出RGBC / RGBW的CFA前一段时间,而三星使用RWB。安森美半导体(Aptina公司)在2014年引入了RYYB CFA和我们没有看到它别处直到最近,当华为在其P30 / P30临传感器功能它在1.0微米代RYYB“四拜耳”像素制造由索尼。

非拜耳CFA调查

图2:非拜耳CFA调查

超出的Bayer RGB,已经在使用中最近的策略共享分组每2×2像素的单个颜色通道,如图3所示。索尼使用术语四拜耳来描述这种方案,而OmniVision公司调用其版本4细胞和三星通过其Tetracell品牌。每个方案已部署在多个像素代。索尼拥有2×1片上透镜(OCL)PDAF在0.8微米代与四拜耳使用,而三星采用明确的更换过滤其0.8微米代屏蔽PDAF像素(!)。

四路拜耳与2×1 OCL PDAF,4细胞,Tetracell隐匿PDAF

图3:带2x1 OCL PDAF的四单元拜耳,带掩蔽PDAF的四单元拜耳

该IISW谈话结束了与PDAF像素的智能手机使用的评论。这三个解决方案概括为屏蔽,双光电二极管(PD双)和2×1 OCL。所有患者在较大的像素应用,主要是单反和反光镜相机开发。在智能手机第一次使用屏蔽PDAF的在2014年被索尼最小的屏蔽PDAF目前的战绩是三星的0.8微米一代ISOCELL加上与Tetracell CFA实现。

三星的银河队的双用1.4微米代双源PD索尼和三星成像仪于2016年。TechInsights的曾车间这个结论是不正确的期间记录Samsung的1.28微米代双PD,在其2017年VLSI论文中描述,如在使用时最小的双PD,但教训。事实上,三星在生产1.22微米代双PD和我们刚刚发布我们的分析给我们的报表目录。

最后,2x1 OCL很容易被描述为在一行中跨越两个像素的双宽微透镜。这项技术最初是由ON Semiconductor (Aptina)开发的,尽管我们直到2018年才找到用于分析的部件。2016年,索尼在iPhone上推出了这个解决方案,我们已经看到了三星OmniVision公司有自己的解决方案,在1.12微米的像素生成实现。在用最小的2×1 OCL是由索尼的0.8微米一代使用。

PDAF分类,引入,使用中最小

图4:PDAF分类,介绍,最小的使用

我们想感谢IISW共同主席,三星的米歇尔(宜宾)王和力量党,阿美特克技术方案椅子,安森美半导体的弗拉基米尔·科罗博夫的丹尼尔·范·Blerkom,董事促进另一个世界级的生产车间的技术程序委员会委员和董事会。这是我第6车间,在挪威卑尔根停止,这样10周年。这是一个了不起的格式,媲美竞争对手那里平时声明的时刻,从与会者为所有人的利益分享进步和领域问题的最新作品奥运会。

TechInsights的主机是世界上通过基于云的应用图像的最全面的目录传感器技术竞争分析报告和趋势分析,可以通过订阅全天候。这就是说,我们将是失职,如果我们没有对公共领域信息资源,包括发表评论国际图像传感器协会(IISS)网站。IISS网站提供了一份追溯到1973年以前所有研讨会论文的目录。董事会成员Eric Fossum, Albert Theuwissen和Vladimir Koifman分别主持了无价的内容和博客http://ericfossum.com/https://harvestimaging.com/blog/https://image-sensors-world.blogspot.com/分别。

最后,本演示内容特别关注了正在成熟的小像素智能手机成像设备。我们期待对下一代智能手机图像和光学传感器的监测和报告,当然也包括其他成像分部门,如汽车、飞行时间(ToF)、机器视觉、安全/监视等。尽管小像素缩放路线图已经接近尾声,但未来还有强大的产品路线图,成像社区还有很多工作要做!图5总结了我们正在监视的一些系统和IC级技术领域,因为我们记录了新技术元素到达主流。

下一步是什么?

系统 组件/集成电路
  • “影像加上”
    • 成像人类,另外,
    • 传感神经引擎,人工智能,机器学习等。
  • 三维传感
    • 面部识别,增强现实,游戏等
  • 先进的生物识别技术
    • 表皮下成像,眼睛跟踪,等等。
  • 藉由
  • 计算成像
  • 集成,先进封装
  • 新的探测器
    • 有机光电导薄膜(OPF),上Ge的Si,量子薄膜等
  • 像素级互连
  • 先进的全局快门
    • 堆放,黑色背景
  • 高分辨率成像飞行时间
  • 子衍射极限(SDL)的像素
  • 高级自动对焦系统(PDAF)

图5:技术开发重点

图像传感器认购

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