固体图像传感器CMOS与CCD的比较(3)

主页（http://www.pttcn.net）：固体图像传感器CMOS与CCD的比较(3)

　　为扩大CMOS成像器件在行动影像通讯设备(如笔记本电脑、PDA、PHS等)应用市场的占有率，及配合便携式产品市场的发展，集成化、小体积、低成本、低耗电仍是今后发展的重点。VGA的等级，耗电量已往100mw以下发展;CIF等级往40mw以下;QCIF等级往25mw以下突破。在单一电源的低工作电压方面，目前已有厂商开发出2.8V。

　　另一发展方向是结合集成感光与影像处理以及辨识功能，使CMOS成为一种高附加价值的智能型影像传感器而应用在较特殊的用途上(如机器视觉、动态检测与自动辨识等)。

　　CMOS成像传感器要想在百万像素以上的数字相机与数字摄影机市场取代CCD，必须从降低噪声与提高灵敏度方面着手，在分辨率上要有所突破。目前，美国Foveon和美国National Semiconductor利用0.18μm制造技术共同开发了像素最高为1680万像素(4096×4096)、像素尺寸为5μm2、芯片尺寸为22mm2的全球集成度最高的器件(7000万个晶体管)。显然，这种高分辨率芯片可以替换照胶卷相机。

　　现在，CMOS图像传感器正朝着高分辨率、高动态范围、高灵敏度、高帧速、集成化、数字化、智能化的方向发展。现在，二种阶跃的复位栅电压技术能将CMOS中的有源像素传感器(APS)的动态范围提高到90dB以上，利用线性-对数输出模式，以及CMOS-DPS技术，还可使动态范围提高到120dB;而一般的CCD仅为66dB左右。种种迹像表明：图像传感器的领域正面临着一个重大转折，尽管从目前的状况看，CMOS与CCD图像传感器的应用市场仍然有一个分界，但这个界限似乎越来越模糊。随着300万像素以上的CMOS图像传感器的上市，图像传感器即将进入“CMOS时代”。而CMOS在制成高像素方面也有着一定的优势。

　　随着视频监控技术向智能化的发展，高清监控正是以一种高姿态、高要求进入我们的世界。目前，高清网络摄像机已成为一种必然趋势。许多厂家都争先恐后地推出自己的高清网络摄像机，如松下的WV-NP502CH第五代超级动态300万像素网络摄像机;索尼在2009年推出720P高清快球和半球之后又于2010年推出10余款“IPELA”系列1080P/720P新型高清网络摄像机;三星推出SNC-M300 300万像素高清网络摄像机等。虽然，目前广泛使用的感光元件仍是CCD，但CCD响应速度较低，不适用于高清监控摄像机采用的高分辨率逐行扫描方式，因此高清监控摄像机需普遍采用CMOS作为感光元件。而目前致力于CMOS研究的厂商已经研发出720P与1080P专用的CMOS器件，其宽动态、强光抑制、灵敏度等性能都得到很大程度改善。

　　由于CMOS图像传感具有体积小、功耗低、集成度高、动态范围宽、有USB计算机接口、能作成DPS、自动记时、随机存取、无损读取、抗光晕和耐辐射等特点，而有不可抗拒的广阔的市场诱惑力和比CCD更加广泛的应用发展前景。