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CMOS圖像傳感器在各個市場領(lǐng)域,隨著應(yīng)用需求的變化其技術(shù)也在不斷改進和演變,已經(jīng)超出了滿足細分市場具體要求的目標。其優(yōu)勢主要體現(xiàn)在可制造性、低功耗、易于集成、低成本,以及最近出現(xiàn)的高品質(zhì)圖像質(zhì)量。在每一個市場領(lǐng)域,這些CMOS技術(shù)進步已達到或超過了該領(lǐng)域的市場要求,CMOS的優(yōu)勢已使OEM能夠改進成型的相機產(chǎn)品。
但是在數(shù)據(jù)的傳輸過程中CMOS傳感器是每個像素都有放大器,其放大效果保持均衡很困難,因而最后整合會產(chǎn)生噪聲。而且在靈敏度、分辨率、噪聲控制等方面都遜色于CCD。
針對CMOS傳感器性能的不足之處,業(yè)界正在通過不斷的技術(shù)革新加以改善,其中最主要的技術(shù)突破點在于,低照度條件下的成像性能提升和降低圖像中的噪聲信號。
以提升低照度性能而言,業(yè)界提出了微透鏡(MicroLens)陣列技術(shù),讓更多的光能導(dǎo)入到CMOS傳感器的每個像素(光電二極管)上,從而增加感應(yīng)的亮度,不過微透鏡技術(shù)已屬微機電系統(tǒng)(MEMS)的層次,而非原有的單純半導(dǎo)體電路層次,所以挑戰(zhàn)難度的增加自是不難想像。
對于降低圖像中的噪聲信號,一種做法是對原有半導(dǎo)體制程進行改進,在CMOS電路的硅表面上摻入雜質(zhì),以此形成一個針扎層(PinningLayer),此結(jié)構(gòu)可將光吸收到硅晶片的內(nèi)部,進而降低(光電二極管)表面的噪聲,此種作法也稱為針扎光電二極管(PinnedPhotodiode)。目前此種作法確實改善了噪聲問題,使圖像品質(zhì)提升,不過現(xiàn)階段此種制程也會增加晶片的制造成本。
隨著技術(shù)的發(fā)展,CMOS傳感器的性能正在得到快速提升。此外,盡管相同尺寸的CCD傳感器分辨率優(yōu)于CMOS傳感器,但如果不考慮尺寸限制,CMOS傳感器在成品率上的優(yōu)勢可以有效克服大尺寸感光原件制造的困難,這樣CMOS傳感器在更高分辨率下將更有優(yōu)勢。另外,CMOS傳感器響應(yīng)速度比CCD快,因此更適合高清監(jiān)控的大數(shù)據(jù)量特點。
從市場方面來看,CCD的傳統(tǒng)生產(chǎn)廠商SONY已經(jīng)開始把重心移向了CMOS傳感器,不但研發(fā)出了ClearVidCMOS技術(shù),推出了Exmor系列的高清CMOS產(chǎn)品,在其生產(chǎn)的高清網(wǎng)絡(luò)攝像機中更是幾乎清一色地采用了CMOS傳感器,這也許可以看作是CMOS傳感器的一個階段性勝利。
安防行業(yè)使用CMOS多于CCD已經(jīng)成為不爭的事實,隨著CMOS圖像傳感器獲取更多的成像,CMOS技術(shù)一定會有更大的發(fā)展動力和更多創(chuàng)新,以順應(yīng)市場未來的發(fā)展趨勢和要求。