CameraCube新型图像传感技术

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  • 随着消费者对于体积更小、功能更丰富的可携式装置需求日益殷切,数码图像市场也持续展现微型化的趋势。这个趋势也为更为轻薄短小的高品质低成本行动相机带来了更大的需求。为了因应成熟数码图像市场的需求,一些图像传感器厂商也加快速度提升其画素、镜头与封装技术的核心能力。

    图1行动电话用相机的尺寸与成本均已大幅降低

    CameraCube技术简介
    过去感测器与镜头制造厂商在组装模组时,均将感测器与镜头视为独立的元件而分头研发。虽然今天大多数的镜头厂商都使用自动化生产设备,但组装镜头的一般制程在近年来却没有显著的变化,制程在精密度上也已经达到了极限。与制程相关的精密度会直接影响产品的成本与图像品质。


    CameraCube技术由OmniVision推出,该技术运用了其于CSP与晶圆层级光学元件的丰富经验,使用了新的制程。相对于传统模件一次制作一个或少量元件,本制程可以同时制造生产数千个镜头。个别镜头元件会与作为限制进光量(aperture stop)和滤色镜(filter)的多层原料结合,以制成一组光学镜头。在切割并与感测器组装之后,此装置将会经历一个额外的制程步骤,以保护装置不受电磁波干扰(EMI)和静电放电(ESD)的损害。促成此技术的重要元件即CSP。CSP晶圆能作为所有镜头结合的基质,此制程不但仰赖半导体产业的精密度,同时也仰赖进阶的模型制作与制程开发,以实现高精密度的复制光学元件。

    图2 传统的相机模组相较于简单的CameraCube装置拥有过高的复杂性、过大的BOM和体积。图中的两种装置以同一比例显示


    OVM6680与OVM7690这两款CameraCube产品就是可回焊式完全相机解决方案。
    OVM6680和OVM6680都是将单晶片图像感测器、嵌入式处理器和晶圆层级光学元件等全方位功能封装于一个轻薄短小的整合元件当中。OVM6680以一个F/2.8 74° FOV镜头提供400×400画素的解析度。OVM7690透过F/3.0 64° FOV镜头提供640×480画素解析度。OVM6680的最高运作速度达每秒30帧数(fps)。

    图3 数以千计的CameraCube装置可以透过共同半导体工具同时生产制造

    OVM7690具有极小的占用面积和z-height(2.5mm×  2.9mm×2.5mm)。所有需要的图像处理功能,包括曝光、gamma值、白平衡、色彩饱和度和色调控制都可以透过SCCB介面进行设定,消除固定图像杂讯、拖影和晕光等图像瑕疵问题,产生干净、完全稳定的彩色图像。


    结束语
    通过推出CameraCube技术,可以满足各种终端市场当中次世代产品的需求。最初针对低阶行动电话市场的超小尺寸与耐热特性(最高260℃)让CameraCube装置也适合包括笔记型电脑、保全、汽车与医疗用相机等新兴市场的应用。未来的产品也将特别设计以满足这些市场的需求。

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