“CC”新拼争 CMOS将要上演应用大逆转?

2012-07-08 20:21:03来源: 中关村在线

    在视频成像的领域中,自从CMOS芯片诞生以后,恐怕关于CMOS与CCD的争论就没有休止过。有的人说,以CMOS的资历它根本无法撼动CCD的,也有人说,CCD已经成长多年,太多的技术已经形成定式,从而不利于它的更新。总之,伴随着CCD与CMOS在传感器市场的彼消此长,这种关于CMOS的争论就这样一直在持续着。

    如今,网络高清成像的监控已经逐渐成为风靡的趋势一夜“杀来”。而CMOS传感器在网络监控摄像机领域的广泛应用也重新激起了更多人讨论的兴趣。于是,CMOS的发展问题也再一次的被人们所提起。如果说,模拟监控摄像机的特点更能够促进CCD传感器优势的发挥的话,那么网络高清的来临是否能够助长CMOS叫板CCD的资本呢?近日,随着第七届全球数字监控发展论坛的在京举行,关于CMOS前景的讨论也再一次的摆上了众人的案头。

“CC”新拼争 CMOS将要上演应用大逆转?

    论历史,C家哥儿俩各有千秋

    如果说起CCD与CMOS的区别,恐怕已经是老生常谈的问题了,所以我们也不再这里过对的赘述。简单来说,CCD的优势在于技术的成熟,性能的稳定,低照度能力的强劲。但是和当前社会我们对于设备的需求相比,它依然有着明显的硬伤,比如功耗高,工艺成本高,高像素实现难度大等等。这些也都是CCD芯片所被人们更多诟病的地方。而对于CMOS芯片来说,作为后起之秀的它,节能,低成本以及高清等恰恰是它的长处,同时也是未来高清化的更有效需求。因此,这也激起了大家对CMOS的更多期待。

    CMOS从3T—8T的成长历程

    近些年来,虽然CMOS芯片始终处在一个默默发展的态势。但是由于一直以来受到CCD传感器光环的覆盖,所以很难得到人们更多的关注。不过,这也为CMOS的发展与腾飞提供了更多的积累过程。

    从最早的3TCMOS芯片的诞生,到当前8TCMOS技术的逐渐被得到信任。CMOS芯片可以说默默的走过了很长的一段发展之路。起初,3T的CMOS技术只是在简单的复位,成像效果的曝光等方面,有着不错的发挥,而这要是CMOS芯片最为初级的一个技术的体现。尔后,在之后问世的4T芯片上,相关的设备主要在信号的采样上得到了一个非常广泛的提升。在工作中,CMOS传感器会将曝光采样时间分别在亮暗两个不同的阶段进行同一场景的采样,之后再将两个效果进行很好的整合,从而使清晰度,低照度能力等得到最大化的提升。也更好的实现了CMOS芯片对于smear的改良。

    之后,为了更好的实现图像处理能力,从CMOS的5T芯片开始采用了更加革命性的改进,在CMOS的技术应用中,开始应用globalshutter技术,应用较高的PLS,从而使CMOS单纯的在安防,手机,和电能等简单的成像领域,实现了向医疗应用,机器视觉等高需求的方向迈进。

    6T技术实现后,CMOS将global shutter的应用实现了再进一步的提升,实现了更高的寄生光灵敏度技术。也将CMOS芯片的高清成像能力整体提升到了一个更高的层次。后来,在6T技术的基础上,CMOS芯片又增加了控制门技术,实现了更快的视频切换,可使其在应用中达到比此前更高的成像速度,这就是我们所说的7T技术。可以说,在专业性上,7T的CMOS芯片已经达到了一个非常高的水准。

    8TCMOS实现CMOS传感器的地位性飞跃

    而如今,随着8TCMOS芯片的出现,可以说CMOS已经走出一套具有自身特性的技术发展道路。在性能上,CMOS已经不再是CCD技术的附庸。在低照度上,高灵敏度的技术支持已经使夜间的噪点和照度几乎和CCD并无差别。而在全局快门的应用上,global shutter不但彻底解决了拍照时的拖影问题,同时也CMOS下的高速成像变为可能。自从7TCMOS问世以来,CMOS传感器已经可以达到300fps以上甚至更高的帧速率。而其所带来的优势可以利用高帧率更多的完成多帧多叠加的宽动态功能,这对于高速抓拍以及监控无疑有着巨大的帮助。

    此外,在多帧率和开窗口的功能支持下,不但可以实现极端光差下的合理调节,同时对于特征区域内的灵活提取以及带宽的节省上,无疑也有着更加明显的突破。

    可以说,正是CMOS传感器这种系统化的发展历程,使其在一条属于自己的道路上越走越稳。一直以来,人们总是习惯性的将CMOS芯片和CCD芯片的性能进行比较,并且更多的认为CMOS技术在主流需求上的不足,发展不成熟的弊端。但是,经过CMOS如此扎实的发展过后,CMOS已经逐渐走出一条属于自己的道路,而它的应用地位也正在逐渐剥离开CCD而走的更加的独立与自主。

    CMOS后劲迅猛技术与需求同值得期待

    其实在成像传感器领域中,CCD和CMOS真可谓是一对儿老冤家了。对于二者的区别,主要还是集中在感光单元与读出电路结构的不同,并最终导致的工艺差别。对于CCD芯片来说,它的感光单元在经历了从光到电的转换之后,会以电荷的形式存储和传输,因而对工艺的制作方面也有着较高的要求。而对于CMOS传感器来说,由于它的感光段元为光电二极管,因而可以通过CMOS集成电路中实现摄入光的处理,此外还可以将图像的处理电路进行更高效率的集成,所以它的优势集中在有着更便利的制作工艺以及更低的功耗效果。

    对于CCD技术来说,由于其从诞生到现在已经经历了很长的时间,无论是在发展的成熟度还是市场的占有率上,也都具备着绝对的优势。因此,后起之秀的CMOS如果不具备长期的积累与机遇,是很难和CCD技术相媲美的。不过,从这些年的发展来看,经历了一个长时期的独立发展,CMOS已经逐渐形成自己的特色。而在应用上,随着平安城市的遍地开花,高速,集成,兼容性和高清已经成为当前传感器的几大发展方向,而这些却又正式CMOS传感技术的所长之处。在这样的情况下,谁又能不承认CMOS技术的日益受宠呢?

    作为正在上升的传感器技术,尽管当前在一些传统的性能上,还比不上CCD更加完善。不过随着CMOS自身的提神以及大家需求的转变,在这个此消彼长的时代里,我们又怎么能不看好CMOS的未来呢?

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编辑:鲁迪 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/afdz/2012/0708/article_4618.html
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