數(shù)碼相機(jī)和可拍照式便攜設(shè)備的興起，使得CMOS圖像傳感器這個(gè)名詞進(jìn)入大眾的視野，而這種產(chǎn)品也成為了半導(dǎo)體產(chǎn)品中增長(zhǎng)最快的一種。其實(shí)，在幾年前，CMOS傳感器還沒有今天這樣耀眼的地位，那時(shí)的它還只能仰望強(qiáng)大的對(duì)手CCD傳感器。但是，僅僅是幾年的功夫，它就可以同CCD分庭抗禮了。

　　和CCD的對(duì)比

　　CCD（charge couple device）的學(xué)名叫電荷耦合器件，是一種利用了半導(dǎo)體的光電效應(yīng)轉(zhuǎn)化光信號(hào)的陣列器件。在CCD中，每個(gè)單元感受到的光信號(hào)經(jīng)過傳遞匯總后再統(tǒng)一轉(zhuǎn)化成電信號(hào)。它的圖像失真度較低，一直是高端影像產(chǎn)品的首選。但是，CCD也有自己的缺點(diǎn)，因?yàn)樾盘?hào)是在單元中依次傳遞的，就需要外部準(zhǔn)確的時(shí)鐘發(fā)生器和驅(qū)動(dòng)電路相配合，結(jié)果造成產(chǎn)品體積和功耗的增大。

　　CMOS的基本感光原理與CCD相同，不過其制作工藝和結(jié)構(gòu)與CCD大不相同。CMOS的名稱來源它的制造工藝，這是一種半導(dǎo)體工業(yè)的通用工藝，因而可以在同一基片上集成時(shí)序、控制和信號(hào)處理電路，極大地降低了成本。在CMOS傳感器中，每個(gè)單元感應(yīng)到的光信號(hào)都可由鄰近的放大器及ADC直接傳送到內(nèi)存中。不過，漏電流是它的一個(gè)天生缺陷，由此導(dǎo)致的圖像質(zhì)量下降是其多年一直面臨的巨大挑戰(zhàn)。

　　在相當(dāng)一段時(shí)間內(nèi)，兩者就成為了高檔和通用的代表。不過，事無絕對(duì)，隨著CMOS工藝的進(jìn)步，兩者之間的距離正在逐步縮短。因?yàn)镃MOS工藝一直在前進(jìn)，漏電流的問題也在逐步得到改善，而其低功耗的傳統(tǒng)也得到了繼承。最新型CMOS產(chǎn)品，譬如Micron的CMOS圖像傳感器，其像素分辨率已經(jīng)達(dá)到了驚人的1000萬像素，這種質(zhì)的變化使CMOS傳感器的觸角已經(jīng)開始進(jìn)入CCD所占據(jù)的傳統(tǒng)領(lǐng)域。

　　市場(chǎng)的要求

　　市場(chǎng)對(duì)圖像傳感器有什么要求呢？其實(shí)與對(duì)其他半導(dǎo)體產(chǎn)品的要求一樣，就是多功能集成、低價(jià)格，當(dāng)然還有性能。不過，這三者之間要達(dá)成一種平衡，對(duì)于集成度和成本的要求是廠家最為關(guān)注的。從上文就可以看到，CMOS圖像傳感器最接近這兩項(xiàng)要求。CMOS工藝適合于生產(chǎn)數(shù)字芯片，這就給圖像傳感器集成DSP
DSP

　　dsp是digital signal processor的簡(jiǎn)稱，即數(shù)字信號(hào)處理器。它是用來完成實(shí)時(shí)信號(hào)處理的硬件平臺(tái)，能夠接受模擬信號(hào)將其轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制的數(shù)字信號(hào)，并能進(jìn)行一定形式的編輯，還具有可編程性。由于強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理能力和快捷的運(yùn)行速度，dsp在信息科學(xué)領(lǐng)域發(fā)揮著越來越大的作用。 [全文]

　　帶來了天然的便利條件，再加上原本就在一起的ADC，一個(gè)數(shù)字圖像處理系統(tǒng)就成型了。舉一個(gè)例子，Micron的MT9V131就是一個(gè)典型的例子，它是一個(gè)1/4英寸VGA CMOS圖像傳感器，集成了一個(gè)可編程處理器和10位ADC，數(shù)據(jù)速率為1200～1350mpix/s，動(dòng)態(tài)范圍可達(dá)60dB。類似的產(chǎn)品還有OmniVision的OV7141-C01A，Avago的ADCC-3960等。也正是因?yàn)檫@些產(chǎn)品的出現(xiàn)，促使了CMOS圖像傳感器得到了更廣泛的應(yīng)用。

　　開拓新興市場(chǎng)

　　醫(yī)療和消費(fèi)以經(jīng)不能算是新興市場(chǎng)了，因?yàn)樗鼈円呀?jīng)發(fā)展的相當(dāng)成熟了。這里要說的是安全產(chǎn)品市場(chǎng)。這個(gè)市場(chǎng)最初的重點(diǎn)在于電纜、模擬輸出和閉路電視系統(tǒng)上面，當(dāng)這一切發(fā)展到無以發(fā)展的時(shí)候，人們又將注意力投入到基礎(chǔ)的攝像設(shè)備上。因?yàn)镃MOS傳感器的圖像質(zhì)量得到了前所未有的提高，而在功耗和成本方面仍具有優(yōu)勢(shì)，這就使得它們能夠快速的進(jìn)駐這個(gè)熱點(diǎn)市場(chǎng)。而且，DVR技術(shù)的興起，也使得CMOS傳感器的優(yōu)勢(shì)明顯化，因?yàn)樗�能高效的同�?shù)字監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)合在一起。

　　家用安全產(chǎn)品市場(chǎng)在整個(gè)大市場(chǎng)中發(fā)展的最快。得益與家庭網(wǎng)絡(luò)（DSL、有線電視等）的發(fā)展，用戶已經(jīng)不需要考慮布線的因素，他們需要的只是功能強(qiáng)大的攝像前端設(shè)備。以Micron的MT9V135 為例，這個(gè)1/4 英寸的 VGA CMOS圖像傳感器能通過電視、計(jì)算機(jī)顯示器或現(xiàn)成系統(tǒng)中組裝的接收器傳送 NTSC 或 PAL 格式的數(shù)字或模擬輸出，這就為家庭用戶省去了一筆布線的費(fèi)用。

　　工業(yè)安全市場(chǎng)的要求和家用有些區(qū)別，對(duì)寬泛動(dòng)態(tài)范圍的要求成為了第一要素。因?yàn)榘踩珨z像頭往往工作在不受控制的光照條件下，所以它們要能在捕獲低光度的同時(shí)又捕獲直接光線。100dB或更高指標(biāo)的CMOS圖像傳感器已經(jīng)出現(xiàn)了，像是Micron的MT9V032和美國國家半導(dǎo)體的LM9618等一批產(chǎn)品都屬此類。
可以說，在這個(gè)市場(chǎng)上，CMOS圖像傳感器的優(yōu)點(diǎn)得到了充分的發(fā)揮。

　　結(jié)語

　　CMOS圖像傳感器的發(fā)展是迅猛的，CCD器件12年取得的進(jìn)展，CMOS產(chǎn)品只用了3年就達(dá)到了。如果以這個(gè)速度來計(jì)算，CMOS獨(dú)步天下的局面很快就要到來了。不過，CCD技術(shù)也沒有停滯，SuperCCD技術(shù)的出現(xiàn)就是一個(gè)信號(hào)。所以說，CMOS要取得全面的成功，還是需要一定時(shí)間的。

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