主頁(yè)（http://www.130131.com）：CMOS與CCD之間的對(duì)決 半導(dǎo)體技術(shù)得到進(jìn)一步發(fā)展的同時(shí)，圖像傳感器的種類也更多。本文將近距離關(guān)注該技術(shù)的發(fā)展動(dòng)向，包括誰(shuí)在研發(fā)、推動(dòng)，未來(lái)的發(fā)展動(dòng)向和如何應(yīng)用于安防行業(yè)，以及該技術(shù)在獲取較大圖片時(shí)的重要性。 抓拍清晰圖片已成為視頻監(jiān)控系統(tǒng)的重要目標(biāo)。在光信號(hào)轉(zhuǎn)化成圖像時(shí)所出現(xiàn)的巨大差異，需要圖像傳感器供應(yīng)商提供各種抓拍方法進(jìn)行加工處理。從占主導(dǎo)地位的CCD (charge-coupled devices，電荷耦合器件)，到正在興起的CMOS (complimentary metal oxide semiconductors，互補(bǔ)性氧化金屬半導(dǎo)體，也稱為SEA-moss)，不同的圖像傳感器滿足了不同的安防需求。正因?yàn)椴捎昧藞D像傳感器，記錄至關(guān)重要的瞬間才能被高效便捷地實(shí)現(xiàn)。 各有所長(zhǎng) 十九世紀(jì)六十年代，CCD和CMOS傳感器發(fā)明。早期的CMOS傳感器的感光能力不如CCD，CCD于1969年得到發(fā)展。兩者都是基于集成電路將視頻圖像轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，但是CCD的感光能力更強(qiáng)，尤其是在低照度環(huán)境下，于是，在第一回合比拼中CCD勝出。 “傳統(tǒng)意義上，CCD更優(yōu)越，多年來(lái)一直占有較大的市場(chǎng)份額，”O(jiān)mnivision公司產(chǎn)品經(jīng)理Michael Hepp解釋，“與CMOS相比，CCD是一項(xiàng)更昂貴的技術(shù)，提供高質(zhì)量圖像和靈活性，需要系統(tǒng)足夠大以充分容納各種部件，其中包括昂貴的多芯片解決方案。過(guò)去，CCD圖像傳感器的感光能力比此前的CMOS傳感器更好。CCD本身也很復(fù)雜，基于一個(gè)非常專業(yè)的處理流程。直到最近，安防攝像機(jī)的商業(yè)化應(yīng)用中，要求具備更寬的動(dòng)態(tài)范圍（HDR），這也就是說(shuō)，能夠在光線變化較大的環(huán)境下記錄多種色調(diào)細(xì)節(jié)，單純從技術(shù)層面考慮，幾乎只能依靠CCD成像技術(shù)。這樣的話，用戶就不得不面臨CCD在清晰度、動(dòng)態(tài)范圍、溫度方面的問(wèn)題，而這些問(wèn)題在安防應(yīng)用中恰恰是至關(guān)重要的�！� IQinVisoin公司市場(chǎng)營(yíng)銷副總裁Paul Bodell曾表示，直到2003年，CMOS傳感器感光能力才逐漸趕上CCD。逐行掃描CMOS傳感器比隔行掃描CCD芯片更有優(yōu)勢(shì)，它依次掃描每一條電視線，而不是將電視線分成奇數(shù)和偶數(shù)線條再疊加成一副完整圖像。采用隔行掃描方式的話，快速運(yùn)動(dòng)的物體在奇數(shù)場(chǎng)掃描和偶數(shù)場(chǎng)掃描中的位置存在較大差異，從而導(dǎo)致畫面模糊不清。對(duì)于交通等應(yīng)用領(lǐng)域來(lái)說(shuō)，它們更需要清晰的、無(wú)鋸齒的運(yùn)動(dòng)車輛圖像。 據(jù)預(yù)測(cè)，CMOS市場(chǎng)將持續(xù)增長(zhǎng)。Frost&Sullivan市場(chǎng)調(diào)研機(jī)構(gòu)解釋，CMOS圖像傳感器市場(chǎng)將實(shí)現(xiàn)33%的年均復(fù)合增長(zhǎng)率，與此同時(shí)，2007年市場(chǎng)份額預(yù)期達(dá)到46.4億美元，與CCD市場(chǎng)相比提升了6.2%。 CMOS傳感器的支持者對(duì)CMOS的節(jié)能能力和低成本效應(yīng)引以為傲�！巴ǔＧ闆r下，CMOS圖像傳感器的耗能相當(dāng)于CCD的十分之一，這就為整個(gè)大型的安全網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)節(jié)省了巨大開(kāi)支，”Hepp解釋，“CMOS圖像傳感器的成本更低，市場(chǎng)價(jià)格也更便宜，同時(shí)降低了整個(gè)系統(tǒng)的成本，這等于為廠家節(jié)省了大量的生產(chǎn)成本�！� 當(dāng)然，市場(chǎng)上還存在另一種爭(zhēng)議，部分人士認(rèn)為，盡管CMOS提供了更多控制方式并降低了消耗，但是CCD的感光能力優(yōu)于CMOS。據(jù)供應(yīng)商自己反映，市場(chǎng)爭(zhēng)議的焦點(diǎn)在于哪一種技術(shù)最適宜于成像應(yīng)用。 成像領(lǐng)域的新軍 索尼公司是CCD市場(chǎng)的領(lǐng)導(dǎo)者，其所銷售的大多數(shù)圖像傳感器都是CCD產(chǎn)品，目前也在提高CMOS產(chǎn)品的產(chǎn)量。據(jù)業(yè)內(nèi)部分人士估計(jì)，索尼公司在CCD市場(chǎng)的份額占到40%，目前它在CCD行業(yè)的最大競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手是松下和夏普公司。 部分供應(yīng)商則與索尼公司直接競(jìng)爭(zhēng)，例如Pixim，這家二十世紀(jì)九十年代成立的公司，目前正極力推出CMOS傳感器。另外，Micron Technology和OmniVision公司也是CMOS領(lǐng)域的強(qiáng)勁競(jìng)爭(zhēng)者，兩家公司都很自信他們是半導(dǎo)體行業(yè)的領(lǐng)先者。約一年前，提供DRAM和閃存的專業(yè)廠商——Micron公司也進(jìn)軍CMOS市場(chǎng)。據(jù)該公司亞洲通訊部經(jīng)理John Mullins所說(shuō)，在極短時(shí)間內(nèi)，從2006年12月到2007年2月，Micron公司就占領(lǐng)了38%的國(guó)際市場(chǎng)份額。 隨著CMOS市場(chǎng)的不斷發(fā)展，行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)者在功能和價(jià)格方面展開(kāi)了激烈的競(jìng)爭(zhēng)。每一家都各顯神通，竭力推出獨(dú)特功能的優(yōu)勢(shì)。 Micron蠢蠢欲動(dòng) “其次，將攝像機(jī)的各種功能集成在芯片上，CMOS圖像傳感器簡(jiǎn)化了攝像機(jī)系統(tǒng)的部件，增加可靠性，使設(shè)備小型化，無(wú)需額外的芯片包裝、組裝以及外部設(shè)備的支持，從而大大地降低了成本，”他解釋。 Micron公司已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了CMOS傳感器的電耗低于CCD，成為新一代攝像機(jī)的較理想的選擇�！拔覀円呀�(jīng)看到了電池供電攝像機(jī)的一個(gè)發(fā)展新趨勢(shì)，主要在民用和國(guó)土安全領(lǐng)域，”Hartner聲稱，“我們生產(chǎn)的傳感器在降低能耗方面表現(xiàn)突出，使廠商能夠開(kāi)發(fā)出新的解決方案，給水、氣和管道運(yùn)營(yíng)商提供視頻監(jiān)控和保護(hù)資產(chǎn)�！� 他還補(bǔ)充道，寬動(dòng)態(tài)范圍也是其中的一個(gè)優(yōu)勢(shì)，使得一個(gè)包含高亮度區(qū)域和黑暗角落的場(chǎng)景完全地顯示出來(lái)。例如，銀行、ATM機(jī)或交通領(lǐng)域都需要寬動(dòng)態(tài)解決方案。標(biāo)準(zhǔn)CMOS傳感器的動(dòng)態(tài)范圍是從70分貝到100分貝以上�！叭绻阋ャy行，一般都是從街道進(jìn)入一個(gè)采用人工照明的營(yíng)業(yè)廳。攝像機(jī)發(fā)現(xiàn)有人進(jìn)入之后，場(chǎng)景的光線從適度變得明亮刺眼。這個(gè)時(shí)候，采用標(biāo)準(zhǔn)傳感器的話，就難以看到人通過(guò)大門進(jìn)入銀行的各個(gè)細(xì)節(jié)，比如人的面部或衣服顏色等。MT9V032設(shè)備不僅能提供寬動(dòng)態(tài)范圍，而且還能提供全景快門（Global Shutter：全幀同時(shí)曝光快門）功能，該設(shè)備不僅具備交通領(lǐng)域所需監(jiān)控?cái)z像機(jī)的功能，同時(shí)還能作為高速球，用來(lái)抓拍交通肇事者的面部和車輛牌照，比如超速違章駕車�！� 另外，低照度也是監(jiān)控領(lǐng)域CMOS傳感器的一個(gè)關(guān)鍵參數(shù)�！癕icron公司的傳感器具有優(yōu)秀的低照度性能，這也是許多客戶選擇設(shè)備時(shí)所關(guān)心的重要參數(shù)之一，”Hartner解釋。 OmniVision全力以赴
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