CMOS传感器倍受青睐的真正原因

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      从2012年CMOS图像传感器受到市场青睐重要原因在于过去大大低于CCD的灵敏度问题由于使用了新的传感器技术，如背照式CMOS，逐步得到解决。和CCD传感器相比，CMOS传感器具有更好的量产性，而且容易实现包含其他逻辑电路在内的SoC（SystemonChip）产品，而这在CCD芯片中却很难实现。尤其是CMOS传感器不像CCD芯片那样需要特殊的制造工艺，因此可直接使用面向DRAM等大批量产品的生产设备。

    这样一来，CMOS图像传感器就有可能形成完全不同于CCD图像传感器的成本结构，同时也为CMOS传感器高度集成化开辟了新的发展方向。早期市场上就曾经推出过CMOS传感器自带ISP处理器，内含2A（AE、AWB）控制算法。而发展至今，这样的产品极受市场的欢迎和青睐。

    众多不具备ISP图像处理器/ISP算法研发能力的小企业可以使用自带2A处理的CMOS传感器来制造高清摄像机。传统的高清摄像机架构中，从前端到后端一般分为几个组成部分：图像传感器SENSOR、ISP图像传感器，压缩/信号转换处理；而如果使用集成ISP的CMOS传感器，中间部分使用FPGA芯片实现的ISP单元就可以省去，这样既有效的降低设备整体BOM成本，又绕过了ISP算法的研发门槛。目前市场上价格较为低廉的720P高清网络摄像机大多都使用此类方案。

    集成Real帧级宽动态的超宽动态高清背照式CMOS传感器，与之前的集成2A功能的CMOSSENSOR不同，这款产品使用了传感器厂家拿手的帧级宽动态技术。我们知道，对于高清摄像机的图像处理，尤其是ISP部分依靠的不仅仅是研发实力，也依靠对于图像处理调试的丰富经验积累。那么一款自带帧级宽动态功能的背照式CMOS传感器产品，不仅将传感器的动态范围提升至120dB以上，也为摄像机生产厂家节省了研发投入。


    无论是在模拟监控市场，还是网络监控市场，一个共同的发展变化就是：CMOS图像传感技术的迅速崛起，使得监控前端从过去CCD传感技术一统天下的格局，快速转向CMOS图像传感技术。一批厂商纷纷在市场上掀起了一股以CMOS图像传感器为核心的监控摄像机开发热潮。

与CCD图像传感器相比，CMOS在低光条件下的成像效果以及高动态范围的性能表现，一直是市场人士诟病的主要问题。对此，Aptina公司汽车、工业和医疗（AIM）事业部高级市场总监AlvinWong介绍道，传感器的低光照性能对于准确地呈现图像和保持图像的真实色彩是至关重要的。然而，低光照性能的一个关键因素是像素尺寸，因为它与灵敏度直接相关，即使像素技术在不断进步，较大像素尺寸具有较高灵敏度的准则仍然适用，但对于给定的分辨率，较大的像素尺寸由于需要使用成本较高的透镜，这通常也意味着较高的系统成本。

而在另一方面，更高的动态性能是指图像传感器必需具备同时准确捕获极亮和低光照场景的能力，即保证明亮和黑暗场景能够同时适当曝光。但高动态功能也增加了系统的成本和复杂性，一般都需要附加的传感器存储器和更复杂的图像处理程序。因此，目前各家图像传感器供应商面对的同一个挑战是——既要满足低光照和高动态性能要求，又不能有太高的总体系统成本。

另一个比较明显的趋势是，在CMOS感光芯片内部集成ISP，以进一步弥补在感光度和信噪比上不足的SoC芯片，是厂商们目前主推的一种解决方案。与后端分离式的ISP或DSP方案相比，冯卫指出这两大技术方案各有优缺点。

后端处理的SP或DSP方案能够在图像处理上获得更多的缓存，因而可以采用更复杂的图像处理算法，处理时间和空间更宏观，图像效果也更佳；当然，这样的方案往往集成度稍差，成本较高，需要感光芯片、DSP工程师一起配合进行开发，开发时间稍长，应用成本、生产损失也相对偏高。

而对于COMS内集成ISP的SoC芯片，他认为，由于要考虑到散热及芯片面积等问题，图像处理算法方面的资源有限，但其优势是可以提供高度集成的单芯片方案，方便工程开发、备料，并缩短产品的上市周期等，可为客户带来高性价比的技术方案，因此，厂商可以根据实际的应用需求来选择不同的技术开发路线。

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