CMOS成像技术让照相功能大显身手

互补型金属氧化物半导体(CMOS)成像技术已经成为众多新兴摄像头应用的首选。数字成像随着1969年电荷耦合器件(CCD)的发明而诞生，但在此后的30年间，它一直未能成为主流的图像采集技术。二十世纪九十年代中期，因美国航空航天局喷气动力实验室发明了有源像素体系结构，CMOS技术才在取景方面得到飞速方展，CMOS传感器业已稳步立足市场，正引领业界朝着新的发展方向迈进。CCD技术无法在广泛的成像应用领域竞争，我们可能会看到，它将向越来越专业化的方向发展，为诸如DSLR等专业领域服务，最终走上Betamax录像带和vinyl LP录像的道路。

CMOS传感器的优势

a．低功耗
有源像素CMOS传感器的功耗只有20到50毫瓦。这样低的功耗能够大幅延长手机或数码相机的电池使用寿命。

b．标准的半导体制造平台
CMOS图像传感器是在标准DRAM裸片上生产的，具有成本合理、生产便利的特点。另外，DRAM制造工艺本身具有降低泄漏电流的特点，能够实现低噪声工作，获得清晰、锐利的图像质量。

c．更小的电路板体积

CMOS图像传感器在一个裸片中集成了多项摄像头功能，降低了芯片数量，提高了可靠性，简化了小型化过程，并且降低了总成本。

d．运行速度快
CMOS的有源像素技术可以驱动图像阵列的列总线高速传输，其芯片附带的模数转换器(ADC)可以更容易地驱动高速信号进行芯片传输。这两项特性为机器视觉和运动分析应用提供了巨大优势。

e．更大的灵活性
CMOS装置的行列寻址功能与基本DRAM相似，能够提供关注窗口度数，并且支持芯片电子摇摄、倾斜和变焦。这些功能可以为需要图像压缩、运动探测或目标跟踪的应用提供更大的灵活性。灵活的寻址特性与高速CMOS相结合为设计人员改善自动对焦和自动曝光提供了众多选择。

f．供应稳定
CMOS产品采用基于DRAM的制造工艺，能够提供足够的产量、准备时间、产能和预期优势。

g．可更快推向市场
CMOS图像传感器结构简单，进行应用设计时，方便快捷，能够将最终产品快速推向市场，并立刻产生效益。

h．芯片集成了组件或完整的摄像头系统
CMOS传感器灵活性强，制造时既可以作为独立组件，也可与数字图像流处理器相结合，建立完整的芯片摄像头系统(SOC)解决方案。SOC可执行一系列复杂的处理功能，其中包括色彩还原、色彩修正、锐化及自动曝光。集成式SOC进一步简化了应用设计，降低了芯片数量，使设计人员能够最大程度利用电路板空间。

诸如智能电话和手持设备以及笔记本电脑等高质量消费产品，以及智能汽车市场和监控/安全市场都具有很大的需求，直到如今，使用传统的CCD成像技术无法轻松满足这些需求。

移动电话：CMOS的最忠实拥护者

为手机设计的摄像头从入门级设计到功能丰富的多媒体设备种类繁多。预计到2008年，全球售出的新摄像头手机中有超过75%至少配有一个摄像头，有超过5%具有两个摄像头。截止2007年底，手机的年销售额达10亿部，用户安装数量超过10亿部。

摄像头手机正在成为消费摄影领域中的新角色。通常消费者不会随身携带数码相机，但是会随身携带具有摄像头的手机，随行随拍。摄像头手机能够让用户随时记录并分享生活中容易错过的美好瞬间。

目前VGA(640×480像素)和130万像素(1280×960像素)仍是摄像手机中的主流分辨率，这样的打印质量无法满足消费者的期望。目前业界正趋向于为手机设计200万像素(1600×1200像素)和300万像素(2048×1536像素)图像传感器，让用户能够在4×6英寸格式到8.5×11英寸格式下打印清晰锐利的图片。

除了分辨率和图像传感器质量外，摄像头大小对于手机市场也非常重要。四分之一英寸或更小的袖珍光学格式是如今主流手持设备的关键设计要求。最新像素技术已能够实现1.75微米像素，并能在保持优异画质情况下使用8x8mm格式实现300万像素分辨率。

解决图像质量和尺寸问题后，功耗成为手机市场的另一个主要障碍。CMOS的设计具有更低的耗电量，可以为设计人员提供更长的电池寿命，或者为更小的手持设备提供体积更小的电池。