CCD、CMOS傳感器將成為汽車(chē)的通用工具

　　采用CMOS傳感器的前視相機之所以是更好的選擇，并不僅僅因為其更快的影像捕捉速度。在高亮度環(huán)境下，對后視攝影鏡頭來(lái)說(shuō)CCD很重要的高的光感應度，將引發(fā)所謂的‘綻放效應’(blooming effects)，其原因是：在傳感器內的單元被讀取前，一個(gè)單元內的過(guò)多電荷擴散到周?chē)钠渌鼏卧蚨鴵p壞了影像。前視攝影鏡頭往往受到迎面而來(lái)車(chē)輛的強光照射或要求它能在強烈的亮-暗反差對比下(如進(jìn)出隧道時(shí))也可提供詳細的影像。更大的動(dòng)態(tài)范圍，也為在前視攝影鏡頭中選用CMOS照相機模塊加分。目前的CMOS傳感器的動(dòng)態(tài)范圍大約在60到90db，人眼能夠觀(guān)察到105db，夏普努力使其新一代CMOS模塊盡可能地接近這一基準。

　　CMOS傳感器還具有數字圖像處理方面的優(yōu)勢。CCD傳感器通常提供模擬TSC/PAL信號，也許必須采用額外的AD轉換器對其進(jìn)行轉換、或是CCD傳感器要與帶數字影像輸出的逐行掃描方法一起工作。無(wú)論哪種方式，讓采用CCD的照相機提供數字影像信號都顯著(zhù)增加了系統復雜性；而CMOS傳感器可直接提供LVDS或數字輸出信號，主動(dòng)駕駛輔助系統內的各組成部份可直接、無(wú)延遲地處理這些信號。

圖2：攝影鏡頭模塊必須小巧、堅固、防水。

　　與傳統數字相機或相機手機比，不論采用哪種技術(shù)，車(chē)用相機模塊的使用都有特殊要求。機械強度和耐高溫性是其中決定性的標準。為滿(mǎn)足歐洲汽車(chē)產(chǎn)業(yè)日益成長(cháng)的要求，夏普未來(lái)的模塊可工作在-40℃到150℃的溫度范圍。這些模塊將采用特殊封裝，使相機兼具所需的強韌性和抗滲透性——它們是嵌入在車(chē)前部、主動(dòng)駕駛輔助系統的一項基本要求。這些模塊不僅暴露在車(chē)外，還會(huì )受到高速行駛時(shí)飛奔而來(lái)的水滴的高壓擊打。因用于主動(dòng)駕駛輔助系統的照相機是關(guān)乎行車(chē)安全的組件，它們還必須能在供電系統暫時(shí)斷電時(shí)可靠工作。雖然一般用于后視攝影鏡頭，夏普的CCD模塊還具有一到兩分鐘(取決于車(chē)載電壓)的電能儲備，即使(暫時(shí))沒(méi)電時(shí)，該模塊也能完全正常工作。

　　車(chē)用模塊要求非常緊密的建構。汽車(chē)制造商的要求是要能以幾乎覺(jué)察不到的方式把照相機整合在車(chē)輛設計中。例如，在實(shí)踐中，這意味著(zhù)要把照相機模塊嵌放在車(chē)的后窗框、車(chē)外鏡或保險桿內，CCD或CMOS模塊越緊密、這種整合就越雅致。夏普目前擁有用于汽車(chē)應用的最小CCD相機模塊，其尺寸只有28 × 28 × 25.4毫米。隨著(zhù)車(chē)用相機的持續小型化，CMOS技術(shù)將在未來(lái)發(fā)揮越來(lái)越重要的作用。因CMOS模塊的系統復雜性比CCD模塊的低，所以CMOS模塊可做得比CCD模塊的小得多。

高對比度顯示器明察秋毫

　　分辨率是車(chē)用相機模塊的第二個(gè)關(guān)鍵指標。就整合在目前和下一代車(chē)輛儀表盤(pán)內的LCD來(lái)說(shuō)，根據制造商和型號的不同，其分辨率是QVGA和WVGA水平。夏普的采用CCD模塊、具有270k分辨率的照相機已能提供可被大多數顯示器顯示的影像信息量。目前市場(chǎng)上的大多數CMOS傳感器也是這種情況。在車(chē)用領(lǐng)域，體現顯示器清晰程度的對比度是比分辨率要關(guān)鍵得多的指標。2,500:1的對比度確保了車(chē)用顯示器即便在惡劣光照條件下也具有最佳分辨率，因而使來(lái)自不同駕駛輔助系統的影像信息在任何時(shí)候都清晰可見(jiàn)。此外，諸如半透半反式顯示和1/4λ防反射涂層等技術(shù)運用特殊的附帶光相移方法消除了反射，這樣即便在陽(yáng)光直射條件下，車(chē)內顯示器的內容仍清晰可辨。

本文小結

　　因CCD和CMOS攝影鏡頭的不同特點(diǎn)，這兩種技術(shù)被認為在汽車(chē)領(lǐng)域具有互補性。CCD模塊具有更高的靈敏度，因而主要作為后視攝影鏡頭；CMOS攝影鏡頭，因其高影像捕捉速率和更大的動(dòng)態(tài)范圍，所以主要作為主動(dòng)駕駛輔助系統的‘眼睛’。這兩種類(lèi)型的相機都必須滿(mǎn)足主要圍繞于耐高溫、機械強度、抗滲透性和緊密建構形態(tài)等方面的高要求。

　　長(cháng)期看來(lái)，CMOS系統將主導汽車(chē)相機市場(chǎng)。一旦CMOS傳感器實(shí)現了在黑暗環(huán)境中、特別是為后視攝影鏡頭所必須的影像性能，它們就還將提供其它好處。這主要體現在更高的擷取速度、更緊密的設計和更低成本以及其它若干好處上，另外，持續在車(chē)上應用CMOS模塊所促成的更低的整體系統復雜性也對實(shí)現這些利益有貢獻。長(cháng)期看，一個(gè)重要的方面是人們期待照相機不僅是用于駕駛輔助系統的傳感器，它還能完成其它功用；例如，作為停放車(chē)輛的監控相機，以防范車(chē)輛被撬鎖破窗及遭受其它破壞。