在視頻成像的領(lǐng)域中，自從CMOS芯片誕生以后，恐怕關(guān)于CMOS與CCD的爭(zhēng)論就沒有休止過(guò)。有的人說(shuō)，以CMOS的資歷它根本無(wú)法撼動(dòng)CCD的，也有人說(shuō)，CCD已經(jīng)成長(zhǎng)多年，太多的技術(shù)已經(jīng)形成定式，從而不利于它的更新?？傊殡S著CCD與CMOS在傳感器市場(chǎng)的彼消此長(zhǎng)，這種關(guān)于CMOS的爭(zhēng)論就這樣一直在持續(xù)著。
如今，網(wǎng)絡(luò)高清成像的監(jiān)控已經(jīng)逐漸成為風(fēng)靡的趨勢(shì)一夜“殺來(lái)”。而CMOS傳感器在網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控?cái)z像機(jī)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用也重新激起了更多人討論的興趣。于是，CMOS的發(fā)展問題也再一次的被人們所提起。如果說(shuō)，模擬監(jiān)控?cái)z像機(jī)的特點(diǎn)更能夠促進(jìn)CCD傳感器優(yōu)勢(shì)的發(fā)揮的話，那么網(wǎng)絡(luò)高清的來(lái)臨是否能夠助長(zhǎng)CMOS叫板CCD的資本呢？
“CC”新拼爭(zhēng) CMOS將要上演應(yīng)用大逆轉(zhuǎn)？
論歷史，C家哥兒倆各有千秋
如果說(shuō)起CCD與CMOS的區(qū)別，恐怕已經(jīng)是老生常談的問題了，所以我們也不再這里過(guò)對(duì)的贅述。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，CCD的優(yōu)勢(shì)在于技術(shù)的成熟，性能的穩(wěn)定，低照度能力的強(qiáng)勁。但是和當(dāng)前社會(huì)我們對(duì)于設(shè)備的需求相比，它依然有著明顯的硬傷，比如功耗高，工藝成本高，高像素實(shí)現(xiàn)難度大等等。這些也都是CCD芯片所被人們更多詬病的地方。而對(duì)于CMOS芯片來(lái)說(shuō)，作為后起之秀的它，節(jié)能，低成本以及高清等恰恰是它的長(zhǎng)處，同時(shí)也是未來(lái)高清化的更有效需求。因此，這也激起了大家對(duì)CMOS的更多期待。
CMOS從3T—8T的成長(zhǎng)歷程
近些年來(lái)，雖然CMOS芯片始終處在一個(gè)默默發(fā)展的態(tài)勢(shì)。但是由于一直以來(lái)受到CCD傳感器光環(huán)的覆蓋，所以很難得到人們更多的關(guān)注。不過(guò)，這也為CMOS的發(fā)展與騰飛提供了更多的積累過(guò)程。
從最早的3TCMOS芯片的誕生，到當(dāng)前8TCMOS技術(shù)的逐漸被得到信任。CMOS芯片可以說(shuō)默默的走過(guò)了很長(zhǎng)的一段發(fā)展之路。起初，3T的CMOS技術(shù)只是在簡(jiǎn)單的復(fù)位，成像效果的曝光等方面，有著不錯(cuò)的發(fā)揮，而這要是CMOS芯片最為初級(jí)的一個(gè)技術(shù)的體現(xiàn)。爾后，在之后問世的4T芯片上，相關(guān)的設(shè)備主要在信號(hào)的采樣上得到了一個(gè)非常廣泛的提升。在工作中，CMOS傳感器會(huì)將曝光采樣時(shí)間分別在亮暗兩個(gè)不同的階段進(jìn)行同一場(chǎng)景的采樣，之后再將兩個(gè)效果進(jìn)行很好的整合，從而使清晰度，低照度能力等得到最大化的提升。也更好的實(shí)現(xiàn)了CMOS芯片對(duì)于smear的改良。
之后，為了更好的實(shí)現(xiàn)圖像處理能力，從CMOS的5T芯片開始采用了更加革命性的改進(jìn)，在CMOS的技術(shù)應(yīng)用中，開始應(yīng)用globalshutter技術(shù)，應(yīng)用較高的PLS，從而使CMOS單純的在安防，手機(jī)，和電能等簡(jiǎn)單的成像領(lǐng)域，實(shí)現(xiàn)了向醫(yī)療應(yīng)用，機(jī)器視覺等高需求的方向邁進(jìn)。
6T技術(shù)實(shí)現(xiàn)后，CMOS將global shutter的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)了再進(jìn)一步的提升，實(shí)現(xiàn)了更高的寄生光靈敏度技術(shù)。也將CMOS芯片的高清成像能力整體提升到了一個(gè)更高的層次。后來(lái)，在6T技術(shù)的基礎(chǔ)上，CMOS芯片又增加了控制門技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了更快的視頻切換，可使其在應(yīng)用中達(dá)到比此前更高的成像速度，這就是我們所說(shuō)的7T技術(shù)。可以說(shuō)，在專業(yè)性上，7T的CMOS芯片已經(jīng)達(dá)到了一個(gè)非常高的水準(zhǔn)。
8TCMOS實(shí)現(xiàn)CMOS傳感器的地位性飛躍
而如今，隨著8TCMOS芯片的出現(xiàn)，可以說(shuō)CMOS已經(jīng)走出一套具有自身特性的技術(shù)發(fā)展道路。在性能上，CMOS已經(jīng)不再是CCD技術(shù)的附庸。在低照度上，高靈敏度的技術(shù)支持已經(jīng)使夜間的噪點(diǎn)和照度幾乎和CCD并無(wú)差別。而在全局快門的應(yīng)用上，global shutter不但徹底解決了拍照時(shí)的拖影問題，同時(shí)也CMOS下的高速成像變?yōu)榭赡堋Ｗ詮?TCMOS問世以來(lái)，CMOS傳感器已經(jīng)可以達(dá)到300fps以上甚至更高的幀速率。而其所帶來(lái)的優(yōu)勢(shì)可以利用高幀率更多的完成多幀多疊加的寬動(dòng)態(tài)功能，這對(duì)于高速抓拍以及監(jiān)控?zé)o疑有著巨大的幫助。
此外，在多幀率和開窗口的功能支持下，不但可以實(shí)現(xiàn)極端光差下的合理調(diào)節(jié)，同時(shí)對(duì)于特征區(qū)域內(nèi)的靈活提取以及帶寬的節(jié)省上，無(wú)疑也有著更加明顯的突破。
可以說(shuō)，正是CMOS傳感器這種系統(tǒng)化的發(fā)展歷程，使其在一條屬于自己的道路上越走越穩(wěn)。一直以來(lái)，人們總是習(xí)慣性的將CMOS芯片和CCD芯片的性能進(jìn)行比較，并且更多的認(rèn)為CMOS技術(shù)在主流需求上的不足，發(fā)展不成熟的弊端。但是，經(jīng)過(guò)CMOS如此扎實(shí)的發(fā)展過(guò)后，CMOS已經(jīng)逐漸走出一條屬于自己的道路，而它的應(yīng)用地位也正在逐漸剝離開CCD而走的更加的獨(dú)立與自主。
CMOS后勁迅猛技術(shù)與需求同值得期待
其實(shí)在成像傳感器領(lǐng)域中，CCD和CMOS真可謂是一對(duì)兒老冤家了。對(duì)于二者的區(qū)別，主要還是集中在感光單元與讀出電路結(jié)構(gòu)的不同，并最終導(dǎo)致的工藝差別。對(duì)于CCD芯片來(lái)說(shuō)，它的感光單元在經(jīng)歷了從光到電的轉(zhuǎn)換之后，會(huì)以電荷的形式存儲(chǔ)和傳輸，因而對(duì)工藝的制作方面也有著較高的要求。而對(duì)于CMOS傳感器來(lái)說(shuō)，由于它的感光段元為光電二極管，因而可以通過(guò)CMOS集成電路中實(shí)現(xiàn)攝入光的處理，此外還可以將圖像的處理電路進(jìn)行更高效率的集成，所以它的優(yōu)勢(shì)集中在有著更便利的制作工藝以及更低的功耗效果。
對(duì)于CCD技術(shù)來(lái)說(shuō)，由于其從誕生到現(xiàn)在已經(jīng)經(jīng)歷了很長(zhǎng)的時(shí)間，無(wú)論是在發(fā)展的成熟度還是市場(chǎng)的占有率上，也都具備著絕對(duì)的優(yōu)勢(shì)。因此，后起之秀的CMOS如果不具備長(zhǎng)期的積累與機(jī)遇，是很難和CCD技術(shù)相媲美的。不過(guò)，從這些年的發(fā)展來(lái)看，經(jīng)歷了一個(gè)長(zhǎng)時(shí)期的獨(dú)立發(fā)展，CMOS已經(jīng)逐漸形成自己的特色。而在應(yīng)用上，隨著平安城市的遍地開花，高速，集成，兼容性和高清已經(jīng)成為當(dāng)前傳感器的幾大發(fā)展方向，而這些卻又正式CMOS傳感技術(shù)的所長(zhǎng)之處。在這樣的情況下，誰(shuí)又能不承認(rèn)CMOS技術(shù)的日益受寵呢？
作為正在上升的傳感器技術(shù)，盡管當(dāng)前在一些傳統(tǒng)的性能上，還比不上CCD更加完善。不過(guò)隨著CMOS自身的提神以及大家需求的轉(zhuǎn)變，在這個(gè)此消彼長(zhǎng)的時(shí)代里，我們又怎么能不看好CMOS的未來(lái)呢？
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