4部分博客系列：智能手机成像仪的艺术状态
第4部分：非拜耳CFA，相检测自动对焦（PDAF）
发布时间：2019年7月30日
贡献作者：Ray Fontaine
从TechInsights的纸张适应国际图像传感器的内容（IISW）2019
此博客系列在四个部分中构成：
（1）芯片堆叠和芯片到芯片互连，
(2)像素缩放和缩放启动器，
(3)有源Si厚度和深沟槽隔离（DTI）结构，和
(4)非拜耳滤色器阵列和相位检测自动对焦（PDAF）．
分配给IISW演讲的时间不允许讨论光堆栈趋势，而且这不是一个适合于文本+图形讨论的主题。也就是说，图1说明了0.8µm生成像素所需的光学堆栈细化。据我们所知，三星在其ISOCELL Plus技术平台上实现了1.17µm的超薄光学堆栈，保持了世界纪录。
图1：光学堆叠和厚度调查
智能手机成像仪的发展现状
在IISW 2019年从TechInsights演示文稿下载我们的纸张和幻灯片。
布鲁斯拜耳会自豪！RGGB CFA的发明仍然是小像素图像传感器的工作主和最好的朋友。我们已经记录了多个非拜耳CFA方案，用于不同的应用空间中的较大像素，但只有在小像素空间中的几个，如图2. Omnivision和Sony在前段时间推出了RGBC / RGBW CFA，而Samsung使用过rwb。在半导体（APTINA）在2014年推出了Ryyb CFA，直到最近，我们在其P30 / P30 Pro传感器中以1.0μm代表ryyb“四川拜耳”像素制造的P30 / P30 Pro传感器，我们迄今为止在其他地方尚未见过。
图2：非拜耳CFA调查
除了拜耳RGB之外，最近还使用了一种策略，即每2x2像素分组共享一个颜色通道，如图3所示。索尼使用术语Quad Bayer来描述这一方案，而OmniVision将其称为4-cell版本，三星采用了其Tetracell品牌。每个方案都部署在多个像素代中。索尼在0.8µm一代中使用了2x1片上镜头(OCL) PDAF，而三星在0.8µm一代屏蔽PDAF像素中使用了清晰的替换过滤器(!)
图3：带2x1 OCL PDAF，4个单元，带有蒙面PDAF的四元拜耳
IISW谈判结束了智能手机中使用PDAF像素的审查。这三个解决方案总结为屏蔽，双光电二极管（双PD）和2x1 OCL。所有这些都是在较大的像素应用中开发的，主要是DSLR和无晶体相机。在智能手机中首次使用蒙面的PDAF是由索尼于2014年的。目前最小蒙面PDAF的纪录是三星的0.8μm，在Isocell Plus中实现了Tetracell CFA。
三星的Galaxy团队双源索尼和三星成像仪于2016年使用1.4μm代双PD。TechInsights已经记录了三星的1.28μm代Dual PD，如其VLSI 2017纸上所述，作为使用中最小的双PD，但在研讨会期间学到的这一结论是不正确的。事实上，三星在生产中拥有1.22微米的双PD，我们刚刚向我们的报告目录发布了我们的分析。
最后，2x1OCL容易被描述为行中跨越两个像素的双宽微透镜。这是最初由半导体（Aptina）开发的，尽管我们没有找到分析的零件，直到2018年在2016年在iPhone中出现了这个解决方案，我们已经看到了三星和OmniVision在1.12μm像素生成中实现了自己的解决方案。使用中最小的2x1 OCL由索尼的0.8μm代使用。
图4：PDAF分类，介绍，使用中最小
我们要感谢IISWForza-Ametek的三星和Daniel Van Blerkom王和Daniel Van Blerkom，技术方案椅，Vladimir Korobov，vladimir Korobov，关于Semiconductor，技术方案委员会成员和董事会，促进另一个世界一流的研讨会。这是我的第6次研讨会，所以停在挪威卑尔根的10周年。这是一个卓越的格式，与奥运会相当，竞争对手宣布平时的时刻分享与会者的最新进展和实地问题的职位和外地问题。
TechInsights拥有全球最全面的图像传感器竞争技术分析报告和趋势分析目录，可通过基于云的应用程序24x7订阅。也就是说，如果我们不评论公共领域的信息资源，包括国际形象传感器社会（IISS）地点。IISS网站举办了返回1973年以前的研讨会文件的目录。董事会成员Eric Fossum，Albert Theuwissen和Vladimir Koifman每个主持人都有宝贵的内容和博客raybetapphttp://ericfossum.com/，https://harvestimaging.com/blog/， 和https://image-sensors-world.raybetappblogspot.com/分别。
最后，此演示内容专门专注于正在成熟的小像素智能手机成像仪。我们期待在下一代智能手机成像仪和光学传感器上监控和报告，当然还在覆盖其他成像子部门，例如汽车，飞行时间（TOF），机器视觉，安全/监控等。尽管靠近小像素缩放路线图的结束，但有强大的产品道路地图，仍然是成像社区的大量工作！图5总结了我们监控的一些系统和IC级技术域，因为我们记录了到达主流的新技术元素。
下一步是什么？
| 系统 | 组件/ IC. |
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图5：技术开发亮点
可信技术智能提供商
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