隨著安防監(jiān)控市場的飛速發(fā)展，對CMOS圖像傳感器(CIS)需求也越來越大。CIS芯片集光電、模擬電路和數(shù)字電路于一體，其設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、測試、封裝以及最終應(yīng)用與傳統(tǒng)IC相比，技術(shù)門檻相對較高。本文簡要介紹圖像傳感器的技術(shù)的特點(diǎn)及應(yīng)用情況。

　　圖像傳感器的視訊比現(xiàn)在是給定的，使用高清(HD)分辨率1080p，攝像機(jī)設(shè)計(jì)正朝使用更小的光學(xué)格式發(fā)展，導(dǎo)致需要更小的像素結(jié)構(gòu)，以降低整體系統(tǒng)成本，同時不影響圖像性能或光靈敏度。

　　CCD圖像傳感器由于靈敏度高、噪聲低，逐步成為圖像傳感器的主流。但由于工藝上的原因，敏感元件和信號處理電路不能集成在同一芯片上，造成由CCD圖像 傳感器組裝的攝像機(jī)體積大、功耗大。CMOS圖像傳感器以其體積小、功耗低在圖像傳感器市場上獨(dú)樹一幟。但最初市場上的CMOS圖像傳感器，一直沒有擺脫 光照靈敏度低和圖像分辨率低的缺點(diǎn)，圖像質(zhì)量還無法與CCD圖像傳感器相比。

　　如果把CMOS圖像傳感器的光照靈敏度再提高5倍～10 倍，把噪聲進(jìn)一步降低，CMOS圖像傳感器的圖像質(zhì)量就可以達(dá)到或略微超過CCD圖像傳感器的水平，同時能保持體積小、重量輕、功耗低、集成度高、價位低 等優(yōu)點(diǎn)，如此，CMOS圖像傳感器就會取代CCD圖像傳感器，并且發(fā)展出更好的功效。

　　由于CMOS圖像傳感器的應(yīng)用，新一代圖像系統(tǒng)的開發(fā)研制得到了 極大的發(fā)展，并且隨著經(jīng)濟(jì)規(guī)模的形成，其生產(chǎn)成本也得到降低。現(xiàn)在，CMOS圖像傳感器的畫面質(zhì)量也能與CCD圖像傳感器相媲美，這主要?dú)w功于圖像傳感器 芯片設(shè)計(jì)的改進(jìn)，以及亞微米和深亞微米級設(shè)計(jì)增加了像素內(nèi)部的新功能。實(shí)際上，更確切地說，CMOS圖像傳感器應(yīng)當(dāng)是一個圖像系統(tǒng)。一 個典型的CMOS圖像傳感器通常包含：一個圖像傳感器核心(是將離散信號電平多路傳輸?shù)揭粋�單一的輸出，這與CCD圖像傳感器很相似)，所有的時序邏輯、 單一時鐘及芯片內(nèi)的可編程功能，比如增益調(diào)節(jié)、積分時間、窗口和模數(shù)轉(zhuǎn)換器。事實(shí)上，當(dāng)一位設(shè)計(jì)者購買了CMOS圖像傳感器后，他得到的是一個包括圖像陣 列邏輯寄存器、存儲器、定時脈沖發(fā)生器和轉(zhuǎn)換器在內(nèi)的全部系統(tǒng)。與傳統(tǒng)的CCD 圖像系統(tǒng)相比，把整個圖像系統(tǒng)集成在一塊芯片上不僅降低了功耗，而且具有重量較輕，占用空間減少以及總體價格更低的優(yōu)點(diǎn)。

　　CMOS圖像傳感器

　　近年來，隨著CMOS工藝技術(shù)的不斷改進(jìn)，CMOS傳感器的應(yīng)用范圍也越來越廣泛，包括數(shù)碼相機(jī)、電腦攝像頭、視頻電話、手機(jī)、視頻會議、智能型安保系 統(tǒng)、汽車倒車視像雷達(dá)、玩具，以及工業(yè)、醫(yī)療等應(yīng)有盡有。實(shí)際上，CMOS圖像傳感器最初應(yīng)用于工業(yè)圖像處理;在那些旨在提高生產(chǎn)率、質(zhì)量和生產(chǎn)工藝經(jīng)濟(jì) 性的全新自動化解決方案中，它至今仍然是至關(guān)重要的圖像解決方案。

　　應(yīng)用要求的不斷提升，CMOS傳感器的成像質(zhì)量也在不斷提高，安森美半導(dǎo)體利用其在這一領(lǐng)域的專利技術(shù)和豐富的經(jīng)驗(yàn)，以創(chuàng)新的設(shè)計(jì)，采用標(biāo)準(zhǔn)CMOS工藝技術(shù)開發(fā)出了高性能CMOS有源像素傳感器等多種產(chǎn)品。

　　對于尋求升級現(xiàn)有720p因特網(wǎng)協(xié)議(IP)攝像機(jī)設(shè)計(jì)的安防攝像機(jī)制造商而言，AR0230CS以集成高動態(tài)范圍(HDR)支持的1/2.7英寸210萬像素CMOS傳感器，提供高品質(zhì)1080p(1920x1088分辨率)視頻。這圖像傳感器能夠以每秒60幀 (fps)的速率捕獲高清(HD)1080p視頻數(shù)據(jù)。它包含集成的HDR視頻支持，帶優(yōu)化的運(yùn)動補(bǔ)償、高級局部色調(diào)映射(ALTM)及數(shù)字側(cè)向溢流(digital lateral overflow, DLO)，以將運(yùn)動偽像減至最少，及優(yōu)化HDR色彩再現(xiàn)。這完整的HDR功能確保新的HDR1080p相機(jī)設(shè)計(jì)加快上市進(jìn)程。此外，AR0230CS提供交錯式T1/T2輸出，用于使用第三方網(wǎng)絡(luò)服務(wù)供應(yīng)商(ISP) HDR支援的客戶。

　　結(jié)束語

　　圖像傳感器在安防領(lǐng)域的技術(shù)發(fā)展趨勢在很多方面來看，整體市場正邁向更低成本的方案，同時不能犧牲圖像性能。而高清(HD)分辨率的使用(當(dāng)前是1080p，未來可能更高)，視訊比現(xiàn)在是給定的，需要不斷降低整體系統(tǒng)成本推動著攝像機(jī)設(shè)計(jì)邁向使用更小的光學(xué)格式，這導(dǎo)致需要更小的像素結(jié)構(gòu)，以成本有效的方式來達(dá)到這些分辨率，而不影響圖像性能或光靈敏度。這一整體趨勢也適用于圖像壓縮協(xié)處理器的發(fā)展，因而也需要開發(fā)和使用較小的設(shè)計(jì)和制造節(jié)點(diǎn)。

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