CMOS成像技術(shù)讓照相功能大顯身手

互補型金屬氧化物半導體(CMOS)成像技術(shù)已經(jīng)成為眾多新興攝像頭應用的首選。數字成像隨著(zhù)1969年電荷耦合器件(CCD)的發(fā)明而誕生，但在此后的30年間，它一直未能成為主流的圖像采集技術(shù)。二十世紀九十年代中期，因美國航空航天局噴氣動(dòng)力實(shí)驗室發(fā)明了有源像素體系結構，CMOS技術(shù)才在取景方面得到飛速方展，CMOS傳感器業(yè)已穩步立足市場(chǎng)，正引領(lǐng)業(yè)界朝著(zhù)新的發(fā)展方向邁進(jìn)。CCD技術(shù)無(wú)法在廣泛的成像應用領(lǐng)域競爭，我們可能會(huì )看到，它將向越來(lái)越專(zhuān)業(yè)化的方向發(fā)展，為諸如DSLR等專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域服務(wù)，最終走上Betamax錄像帶和vinyl LP錄像的道路。

CMOS傳感器的優(yōu)勢

a．低功耗
有源像素CMOS傳感器的功耗只有20到50毫瓦。這樣低的功耗能夠大幅延長(cháng)手機或數碼相機的電池使用壽命。

b．標準的半導體制造平臺
CMOS圖像傳感器是在標準DRAM裸片上生產(chǎn)的，具有成本合理、生產(chǎn)便利的特點(diǎn)。另外，DRAM制造工藝本身具有降低泄漏電流的特點(diǎn)，能夠實(shí)現低噪聲工作，獲得清晰、銳利的圖像質(zhì)量。

c．更小的電路板體積

CMOS圖像傳感器在一個(gè)裸片中集成了多項攝像頭功能，降低了芯片數量，提高了可靠性，簡(jiǎn)化了小型化過(guò)程，并且降低了總成本。

d．運行速度快
CMOS的有源像素技術(shù)可以驅動(dòng)圖像陣列的列總線(xiàn)高速傳輸，其芯片附帶的模數轉換器(ADC)可以更容易地驅動(dòng)高速信號進(jìn)行芯片傳輸。這兩項特性為機器視覺(jué)和運動(dòng)分析應用提供了巨大優(yōu)勢。

e．更大的靈活性
CMOS裝置的行列尋址功能與基本DRAM相似，能夠提供關(guān)注窗口度數，并且支持芯片電子搖攝、傾斜和變焦。這些功能可以為需要圖像壓縮、運動(dòng)探測或目標跟蹤的應用提供更大的靈活性。靈活的尋址特性與高速CMOS相結合為設計人員改善自動(dòng)對焦和自動(dòng)曝光提供了眾多選擇。

f．供應穩定
CMOS產(chǎn)品采用基于DRAM的制造工藝，能夠提供足夠的產(chǎn)量、準備時(shí)間、產(chǎn)能和預期優(yōu)勢。

g．可更快推向市場(chǎng)
CMOS圖像傳感器結構簡(jiǎn)單，進(jìn)行應用設計時(shí)，方便快捷，能夠將最終產(chǎn)品快速推向市場(chǎng)，并立刻產(chǎn)生效益。

h．芯片集成了組件或完整的攝像頭系統
CMOS傳感器靈活性強，制造時(shí)既可以作為獨立組件，也可與數字圖像流處理器相結合，建立完整的芯片攝像頭系統(SOC)解決方案。SOC可執行一系列復雜的處理功能，其中包括色彩還原、色彩修正、銳化及自動(dòng)曝光。集成式SOC進(jìn)一步簡(jiǎn)化了應用設計，降低了芯片數量，使設計人員能夠最大程度利用電路板空間。

諸如智能電話(huà)和手持設備以及筆記本電腦等高質(zhì)量消費產(chǎn)品，以及智能汽車(chē)市場(chǎng)和監控/安全市場(chǎng)都具有很大的需求，直到如今，使用傳統的CCD成像技術(shù)無(wú)法輕松滿(mǎn)足這些需求。

移動(dòng)電話(huà)：CMOS的最忠實(shí)擁護者

為手機設計的攝像頭從入門(mén)級設計到功能豐富的多媒體設備種類(lèi)繁多。預計到2008年，全球售出的新攝像頭手機中有超過(guò)75%至少配有一個(gè)攝像頭，有超過(guò)5%具有兩個(gè)攝像頭。截止2007年底，手機的年銷(xiāo)售額達10億部，用戶(hù)安裝數量超過(guò)10億部。

攝像頭手機正在成為消費攝影領(lǐng)域中的新角色。通常消費者不會(huì )隨身攜帶數碼相機，但是會(huì )隨身攜帶具有攝像頭的手機，隨行隨拍。攝像頭手機能夠讓用戶(hù)隨時(shí)記錄并分享生活中容易錯過(guò)的美好瞬間。

目前VGA(640×480像素)和130萬(wàn)像素(1280×960像素)仍是攝像手機中的主流分辨率，這樣的打印質(zhì)量無(wú)法滿(mǎn)足消費者的期望。目前業(yè)界正趨向于為手機設計200萬(wàn)像素(1600×1200像素)和300萬(wàn)像素(2048×1536像素)圖像傳感器，讓用戶(hù)能夠在4×6英寸格式到8.5×11英寸格式下打印清晰銳利的圖片。

除了分辨率和圖像傳感器質(zhì)量外，攝像頭大小對于手機市場(chǎng)也非常重要。四分之一英寸或更小的袖珍光學(xué)格式是如今主流手持設備的關(guān)鍵設計要求。最新像素技術(shù)已能夠實(shí)現1.75微米像素，并能在保持優(yōu)異畫(huà)質(zhì)情況下使用8x8mm格式實(shí)現300萬(wàn)像素分辨率。

解決圖像質(zhì)量和尺寸問(wèn)題后，功耗成為手機市場(chǎng)的另一個(gè)主要障礙。CMOS的設計具有更低的耗電量，可以為設計人員提供更長(cháng)的電池壽命，或者為更小的手持設備提供體積更小的電池。