智能圖像傳感器是能夠捕捉和分析視覺信息，代替人眼做各種測(cè)量和判斷的設(shè)備，由圖像傳感器和視覺軟件組成，前者用于捕捉圖像，后者用于分析“看到”的內(nèi)容。典型的圖像傳感器可以分為：圖像采集、圖像處理和運(yùn)動(dòng)控制三個(gè)部分。它綜合了光學(xué)、機(jī)械、電子、計(jì)算機(jī)軟硬件等方面的技術(shù)，涉及到計(jì)算機(jī)、圖像處理、模式識(shí)別、人工智能、信號(hào)處理、光機(jī)電一體化等多個(gè)領(lǐng)域。

   根據(jù)感光器件的不同，圖像傳感器可以分為CCD和CMOS兩種。兩者都執(zhí)行相同的步驟：光電轉(zhuǎn)換——電荷累積——輸出——轉(zhuǎn)換——放大。

   CCD成像儀主要由兩部分構(gòu)成：濾色器和像素陣列，微透鏡將光線漏光到每個(gè)像素的光敏部分上，當(dāng)光子通過(guò)濾色器陣列時(shí)，像素傳感器開始捕獲通過(guò)的光的強(qiáng)度，然后對(duì)光信號(hào)進(jìn)行組合，統(tǒng)一輸送到外部線路進(jìn)行A/D處理。與CCD相比，CMOS是具有像素傳感器陣列的集成電路，其每個(gè)像素傳感器都有自己的光感傳感器、信號(hào)放大器和像素選擇開關(guān)。

    智能傳感器的實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)主要有三種：非集成化實(shí)現(xiàn)、混合形式、集成化實(shí)現(xiàn)。按照智能化的程度，分別對(duì)應(yīng)：初級(jí)、中級(jí)和高級(jí)形式。MEMS傳感器是指采用微機(jī)械加工和半導(dǎo)體工藝制造而成的新型傳感器。與傳統(tǒng)的機(jī)械傳感器相比，MEMS傳感器具有體積小、重量輕、成本低、功耗低、可靠性高、適于批量化生產(chǎn)、易于集成和實(shí)現(xiàn)智能化等特點(diǎn)。從集成化的角度來(lái)說(shuō)，MEMS傳感器是智能傳感器的未來(lái)。

   目前最常見的智能圖像傳感器組件便是攝像頭，已普遍應(yīng)用于手機(jī)和可穿戴設(shè)備等消費(fèi)電子，目前手機(jī)、平板電腦市場(chǎng)趨于飽和，未來(lái)無(wú)人駕駛、車聯(lián)網(wǎng)、AR、VR、無(wú)人機(jī)等新興智能領(lǐng)域?qū)��?huì)成為智能圖像傳感器的新增需求點(diǎn)。在這些領(lǐng)域的主流傳感器組件分別是：攝像頭、毫米波雷達(dá)、激光雷達(dá)。其中激光雷達(dá)在探測(cè)距離、探測(cè)精準(zhǔn)度、天氣適應(yīng)性和夜視功能方面具有極大的優(yōu)勢(shì)，將會(huì)成為未來(lái)高端成像設(shè)備的主流。

    激光雷達(dá)的成像原理可簡(jiǎn)單概括為：激光雷達(dá)的發(fā)射模塊發(fā)射出一束具有一定功率的激光束或者是光脈沖，然后經(jīng)散射鏡將光線散射出去，打到待探測(cè)目標(biāo)面上；反射回來(lái)的信號(hào)由激光雷達(dá)的接收模塊接收，經(jīng)過(guò)內(nèi)部的信號(hào)處理，結(jié)合強(qiáng)度像和距離像的融合，經(jīng)顯示設(shè)備輸出待測(cè)目標(biāo)的三維圖像。

    20世紀(jì)90年代末期，隨著CMOS圖像傳感器工藝和設(shè)計(jì)技術(shù)的進(jìn)步，市場(chǎng)份額不斷擴(kuò)大，近年來(lái)市場(chǎng)占有率已經(jīng)超過(guò)90%，取代CCD成為主流。2016年CMOS的市場(chǎng)規(guī)模為103億美元，三大巨頭索尼（Sony）、三星（Samsung）和豪威（Omnivision）分別占比全球市場(chǎng)份額35%、19%和8%，合計(jì)占比62%，市場(chǎng)格局相對(duì)比較集中。從應(yīng)用形式來(lái)看，CMOS傳感器的主要應(yīng)用為攝像頭模組（CCD）， 2014年全球CCD市場(chǎng)規(guī)模為201億美元，其中封裝、AF（自動(dòng)對(duì)焦系統(tǒng)）& OIS（圖像穩(wěn)定系統(tǒng)）供應(yīng)商規(guī)模合計(jì)占比市場(chǎng)份額的72%，分別為72億美元和72.5億美元。 預(yù)計(jì)2020年CCD全球市場(chǎng)規(guī)�？稍鲩L(zhǎng)至510億美元，6年間的年均復(fù)合增速為16.8%，其中封裝領(lǐng)域市場(chǎng)規(guī)模達(dá)225億美元，年均復(fù)合增速20%；AF & OIS市場(chǎng)規(guī)模達(dá)155億美元，年均復(fù)合增速13%。

圖表   2015-2016年全球CMOS傳感器市場(chǎng)規(guī)模