安防智能化提升停車場安全服務(wù)品質(zhì)

1、物聯(lián)網(wǎng)知識機(jī)動車在為人們提供舒適與便利的同時(shí)，安全危害也在我們的生活中逐步升級。2007年，市新洲九街北側(cè)的一家立體停車庫中，一輛剛被送入車庫存放的白色本田小轎車，在被機(jī)械提升到三層庫位的位置時(shí)，疑因機(jī)械故障，致使轎車直墜地面，砸毀一輛停放在其左下方的寶馬轎車，所幸無人員傷亡。2010年，市華強(qiáng)北的華聯(lián)發(fā)停車場，一名開著奧迪車的女司機(jī)進(jìn)停車場取卡，停車卡掉落車內(nèi)，她側(cè)身撿卡引發(fā)慘烈車禍，司機(jī)當(dāng)場死亡，血濺停車場。此類事故頻繁發(fā)生，關(guān)鍵問題在于管理機(jī)構(gòu)如何有效提高停車場的安全管理水平。停車場作為城市交通系統(tǒng)的一部分，其管理機(jī)構(gòu)在提供優(yōu)質(zhì)服務(wù)的同時(shí)，還應(yīng)該保障全面的安全管理（如盜搶、超速、堵塞、逆

2、行、火災(zāi)、爆炸、水浸等），為群眾提供高品質(zhì)的服務(wù)質(zhì)量。在科技高速發(fā)展的今天，大量成熟的智能產(chǎn)品如視頻監(jiān)控、安全定位、車輛引導(dǎo)、語音服務(wù)、智能卡應(yīng)用等已經(jīng)廣泛應(yīng)用在我們的日常生活中，在一定程度上提升了停車場的智能化水平，但是安全事故仍舊經(jīng)常出現(xiàn)在我們周圍，如何有效地加強(qiáng)安全管理、提升民眾安全意識、減少安全隱患，保障人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全，應(yīng)是我們長期思考的問題。事實(shí)上，停車場安全管理可以做得更好。例如車主將機(jī)動車停放在停車位時(shí)，在獲取定位系統(tǒng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)后由管理系統(tǒng)向車主提示車位信息及安全注意事項(xiàng)?？梢酝ㄟ^地磅檢測出機(jī)動車的實(shí)際重量；再通過檢測裝置獲得車位當(dāng)前實(shí)際承重量；此外，對比車重與承重；當(dāng)符合

3、條件時(shí)，提示車主可以停放；否則告知車主符合條件的最近的停車位置，指引車主駕車前往。除了停車時(shí)的智能管理，在取卡時(shí)其實(shí)也有一定的智能操作模式，比如機(jī)動車駛進(jìn)停車場入口，通過地磅檢測發(fā)現(xiàn)車輛到位后，由管理系統(tǒng)自動向車主播放停車標(biāo)準(zhǔn)動作的語音提示信息，像空檔、手剎等，再向車主咨詢是否需要停車場地圖指引，該過程至少可延時(shí)5秒以上，此時(shí)道閘并未開啟，車主不會主動讓機(jī)動車前行，可有效避免撿卡時(shí)事故的發(fā)生。通過簡單分析，我們不難看出，通過高效的安防智能服務(wù)應(yīng)用，建立完善的安全管理可以在很大程度上減少事故的發(fā)生。中安消技術(shù)有限在停車場的安全管理上就有著這樣一套智能管理系統(tǒng)，不但可以讓管理機(jī)構(gòu)建立完善的安全服務(wù)

4、體系，而且還能讓民眾參與到安全建設(shè)的過程中，這樣才有可能逐步減少各類安全隱患，進(jìn)一步提高全民的安全防范意識，有效減少安全事故的發(fā)生。當(dāng)今的CMOS圖像轉(zhuǎn)換技術(shù)不僅服務(wù)于“傳統(tǒng)的”工業(yè)圖像處理，而且還憑借其卓越的性能和靈活性而被日益廣泛的新穎消費(fèi)應(yīng)用所接納。此外，它還能確保汽車駕駛時(shí)的高安全性和舒適性。最初，CMOS圖像傳感器被應(yīng)用于工業(yè)圖像處理；在那些旨在提高生產(chǎn)率、質(zhì)量和生產(chǎn)工藝經(jīng)濟(jì)性的全新自動化解決方案中，它至今仍然是至關(guān)重要的一環(huán)。據(jù)市場研究IMSResearch的預(yù)測，在未來的幾年中，歐洲工業(yè)圖像處理市場的年成長率將達(dá)到6%,其中，在相機(jī)中集成了軟件功能的智能型解決方案的市場份額將不斷

5、擴(kuò)大。在德國，據(jù)其全國工具機(jī)供應(yīng)商協(xié)會VDMA提供的數(shù)據(jù)，2004年的圖像處理市場增長率達(dá)到了14%。市場調(diào)研In-Stat/MDR亦指出，單就圖像傳感器的次級市場而言，其年成長率將高達(dá)30%以上，而且這種情況將持續(xù)到2008年。最為重要的是：CMOS傳感器的成長速度將達(dá)到CCD傳感器的七倍，照相手機(jī)和數(shù)碼相機(jī)的迅速普及是這種需求的主要推動因素。顯然，人們?nèi)绱丝春肅MOS圖像轉(zhuǎn)換器的成長前景是基于這樣一個(gè)事實(shí)，即：與壟斷該領(lǐng)域長達(dá)30多年的CCD技術(shù)相比，它能夠更好地滿足用戶對各種應(yīng)用中新型圖像傳感器不斷提升的品質(zhì)要求，如更加靈活的圖像捕獲、更高的靈敏度、更寬的動態(tài)范圍、更高的分辨率、更低的功

6、耗以及更加優(yōu)良的系統(tǒng)集成等。此外，CMOS圖像轉(zhuǎn)換器還造就了一些迄今為止尚不能以經(jīng)濟(jì)的方式來實(shí)現(xiàn)的新穎應(yīng)用。另外，還有一些有利于CMOS傳感器的“軟”標(biāo)準(zhǔn)在起作用，包括：應(yīng)用支持、抗輻射性、快門類型、開窗口和光譜覆蓋率等。不過，這種區(qū)別稍帶幾分任意性，因?yàn)檫@些標(biāo)準(zhǔn)的重要程度將由于應(yīng)用的不同（消費(fèi)、工業(yè)或汽車）而發(fā)生變化。細(xì)節(jié)表現(xiàn)中所面臨的難題就像我們從模擬攝影所獲知的那樣，拍攝一幅完整場景的照片是一件相當(dāng)普通的事情，照相手機(jī)同樣如此。但是，對于工業(yè)或汽車應(yīng)用來說，情況就大不一樣了：有些場合并不需要很高的全幀數(shù)據(jù)速率。比如，在監(jiān)控?cái)z像機(jī)中，只要能夠發(fā)現(xiàn)一幅場景中出現(xiàn)的變化（因?yàn)檫@種變化可能預(yù)示著

7、某種可疑情況），那么分辨率低一點(diǎn)也是完全可以接受的。在此基礎(chǔ)之上才需要借助全分辨率來采集更多的細(xì)節(jié)信息。跟著發(fā)生的動作將只在攝像機(jī)視場的某一部分當(dāng)中進(jìn)行播放，而且，在所捕獲的場景中，只有這一部分才是監(jiān)控人員所關(guān)注的。對于只提供全幀圖像的CCD圖像傳感器而言，只有采用一個(gè)分離的評估電路才能夠提供兩個(gè)觀測角度，這意味著處理時(shí)間和成本的增加。然而，CMOS圖像傳感器的工作原理則與RAM相似，所有的存儲位均可單獨(dú)讀出。CMOS傳感器的二次采樣雖然提供了較低的分辨率，但是幀速率較高；而開窗口則允許隨機(jī)選擇一塊感興趣的區(qū)域。CMOS傳感器坐擁高靈敏度、寬動態(tài)范圍和低功耗優(yōu)勢最新CMOS傳感器獲得廣泛應(yīng)用的

8、一個(gè)前提是其所擁有的較高靈敏度、較短曝光時(shí)間和日漸縮小的像素尺寸。像素靈敏度的一個(gè)衡量尺度是填充因子（感光面積與整個(gè)像素面積之比）與量子效率（由轟擊屏幕的光子所生成的電子的數(shù)量）的乘積。CCD傳感器因其技術(shù)的固有特性而擁有一個(gè)很大的填充因子。而在CMOS圖像傳感器中，為了實(shí)現(xiàn)堪與CCD轉(zhuǎn)換器相媲美的噪聲指標(biāo)和靈敏度水平，人們給CMOS圖像傳感器裝配上了有源像素傳感器（APS）,并且導(dǎo)致填充因子降低，原因是像素表面相當(dāng)大的一部分面積被放大器晶體管所占用，留給光電二極管的可用空間較小。所以，當(dāng)今CMOS傳感器的一個(gè)重要的開發(fā)目標(biāo)就是擴(kuò)大填充因子。賽普拉斯（FillFactory）通過其獲得專利授權(quán)

9、的一項(xiàng)技術(shù)，可以大幅度地提高填充因子，這種技術(shù)可以把一顆標(biāo)準(zhǔn)CMOS硅芯片最大的一部分面積變?yōu)橐粔K感光區(qū)域。nextpage另外，對于一個(gè)典型的工業(yè)用圖象傳感器而言，由于許多場景的拍攝都是在照明條件很差的情況下進(jìn)行的，因此擁有較大的動態(tài)范圍將是十分有益的。CMOS圖像傳感器通過多斜率操作實(shí)現(xiàn)了這一目標(biāo)：轉(zhuǎn)換曲線由傾度不同的直線部分所組成，它們共同形成了一個(gè)非線性特征曲線。因此，一幅場景的黑暗部分有可能占據(jù)集成模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換范圍的很大一部分：轉(zhuǎn)換特征曲線在這里最為陡峭，以實(shí)現(xiàn)高靈敏度和對比度。特征曲線上半部分的平整化將在圖像的明亮部分捕獲幾個(gè)數(shù)量級的過度曝光，并以一個(gè)更加細(xì)致的標(biāo)度來表現(xiàn)它

10、們。采用多斜率的方式來運(yùn)作LUPA-4000將使高達(dá)90dB的光動態(tài)范圍與一個(gè)10位A/D轉(zhuǎn)換范圍相匹配。具有VGA分辨率的IM-001系列CMOS圖像傳感器在此基礎(chǔ)上更進(jìn)一步；它們是專為汽車應(yīng)用而設(shè)計(jì)的。其像素由光電二極管組成，可提供高達(dá)120dB的自適應(yīng)動態(tài)范圍。面向汽車應(yīng)用的ACM100相機(jī)模塊就采用了這些傳感器，這種相機(jī)模塊據(jù)稱是同類產(chǎn)品中率先面市的全集成化相機(jī)解決方案：該視覺解決方案被看作是面向駕駛者保護(hù)、防撞、夜視支持和輪胎跟蹤導(dǎo)向的未來汽車安全系統(tǒng)的關(guān)鍵元件。此外，對于獨(dú)立于電網(wǎng)的便攜式應(yīng)用而言，以低功耗特性而著稱的CMOS技術(shù)還具有一個(gè)明顯的優(yōu)勢：CMOS圖像傳感器是針對5V和

11、3.3V電源電壓而設(shè)計(jì)的。而CCD芯片則需要大約12V的電源電壓，因此不得不采用一個(gè)電壓轉(zhuǎn)換器，從而導(dǎo)致功耗增加。在總功耗方面，把控制和系統(tǒng)功能集成到CMOS傳感器中將帶來另一個(gè)好處：它去除了與其他半導(dǎo)體元件的所有外部連接線。其高功耗的驅(qū)動器如今已遭棄用，這是因?yàn)樵谛酒瑑?nèi)部進(jìn)行通信所消耗的能量要比通過PCB或襯底的外部實(shí)現(xiàn)方式低得多。擴(kuò)展光譜靈敏度和提高分辨率是大趨勢在現(xiàn)代CMOS圖像傳感器中，一個(gè)重要的發(fā)展趨勢是其光譜靈敏度擴(kuò)展到了近紅外區(qū)NIR（至約1,100nm的波長）。配備了IM-001CMOS圖像傳感器的汽車應(yīng)用將改善霧穿透力和夜視能力。由于工業(yè)圖像捕獲技術(shù)開始運(yùn)用更多波長位于NIR

12、之中的光源，而且生物技術(shù)也在利用該光譜區(qū)域中的有趣現(xiàn)象，因此，新開發(fā)的IBIS5-AE-1300傳感器具有700900nm的NIR靈敏度。在面向消費(fèi)應(yīng)用的圖像捕獲技術(shù)中，另一個(gè)發(fā)展趨勢是繼續(xù)提高分辨率。到2005年年中，70%左右的手機(jī)相機(jī)已具有VGA格式分辨率（640X480像素）；但隨后的2006年，幾百萬像素的傳感器就將占領(lǐng)50%的市場份額，而到2008年，其市場占有率預(yù)計(jì)將進(jìn)一步攀升至90%以上。為此，賽普拉斯開發(fā)了一種用于蜂窩電話的300萬像素圖像傳感器，該產(chǎn)品采用了Autobrite技術(shù)，可進(jìn)行12位模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換，并提供了72dB的寬廣動態(tài)范圍，而目前市面上的10位模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換

13、器的動態(tài)范圍僅為60dB。逐行掃描模式中白幀速率高達(dá)30幀/秒，因而可錄制實(shí)況視頻節(jié)目。在工業(yè)和商業(yè)領(lǐng)域中，這種發(fā)展趨勢也很明顯：賽普拉斯已推出一款用于Kodak數(shù)碼相機(jī)的1,300萬像素/35mm圖像傳感器，另外，660萬像素的舊IS4-6600傳感器正在一種面向弱視人群的自動閱讀輔助裝置中證明自己的卓越品質(zhì)一一它可在一幅完整的標(biāo)準(zhǔn)A4頁面上提供出色的分辨率。憑借技術(shù)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)集成由于蜂窩電話、數(shù)碼相機(jī)、MP3播放機(jī)和PDA等傳統(tǒng)分離型功能設(shè)備的加速數(shù)字融合（即成為一部緊湊的消費(fèi)型電子產(chǎn)品），導(dǎo)致人們越來越希望至少具有部分自主性的子系統(tǒng)能夠在一部設(shè)備中提供極為寬泛的功能。這種趨勢還將對專業(yè)測量

14、技術(shù)產(chǎn)生影響：利用包含一個(gè)數(shù)碼相機(jī)、PDA用戶接口和WLAN聯(lián)網(wǎng)能力的便攜式檢驗(yàn)工具，光測試和監(jiān)視的應(yīng)用范圍將得到有效的拓展。作為一種平臺技術(shù)，CMOS符合這一發(fā)展潮流：CCD圖像轉(zhuǎn)換器仍然需要采用外部邏輯電路來實(shí)現(xiàn)控制和模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換功能，而CMOS標(biāo)準(zhǔn)邏輯器件則能夠把傳感器、控制器、轉(zhuǎn)換器和評估邏輯電路等全部集成到一塊芯片之中。一個(gè)典型的例子如專門針對要求苛刻的消費(fèi)應(yīng)用而制作的CYIWCSC1300AA芯片的圖像捕獲電路。它基于130萬像素圖像傳感器CYIWOSC1300AA和一個(gè)用于提供誤差插補(bǔ)、黑電平調(diào)整、透鏡校正、信號互串校正、彩色馬賽克修補(bǔ)、彩色校正、自動曝光、噪聲抑制、特效和丫校

15、正等等諸多功能的附加信號處理器。集成更多的系統(tǒng)功能（一直到自主型光電傳感器系統(tǒng)）是可行的，這主要取決于諸如市場容量和開發(fā)成本等經(jīng)濟(jì)目標(biāo)和限制因素。當(dāng)今的CMOS圖像轉(zhuǎn)換技術(shù)不僅服務(wù)于“傳統(tǒng)的”工業(yè)圖像處理，而且還憑借其卓越的性能和靈活性而被日益廣泛的新穎消費(fèi)應(yīng)用所接納。此外，它還能確保汽車駕駛時(shí)的高安全性和舒適性。最初，CMOS圖像傳感器被應(yīng)用于工業(yè)圖像處理；在那些旨在提高生產(chǎn)率、質(zhì)量和生產(chǎn)工藝經(jīng)濟(jì)性的全新自動化解決方案中，它至今仍然是至關(guān)重要的一環(huán)。據(jù)市場研究IMSResearch的預(yù)測，在未來的幾年中，歐洲工業(yè)圖像處理市場的年成長率將達(dá)到6%,其中，在相機(jī)中集成了軟件功能的智能型解決方案的

16、市場份額將不斷擴(kuò)大。在德國，據(jù)其全國工具機(jī)供應(yīng)商協(xié)會VDMA提供的數(shù)據(jù)，2004年的圖像處理市場增長率達(dá)到了14%。市場調(diào)研In-Stat/MDR亦指出，單就圖像傳感器的次級市場而言，其年成長率將高達(dá)30%以上，而且這種情況將持續(xù)到2008年。最為重要的是：CMOS傳感器的成長速度將達(dá)到CCD傳感器的七倍，照相手機(jī)和數(shù)碼相機(jī)的迅速普及是這種需求的主要推動因素。顯然，人們?nèi)绱丝春肅MOS圖像轉(zhuǎn)換器的成長前景是基于這樣一個(gè)事實(shí)，即：與壟斷該領(lǐng)域長達(dá)30多年的CCD技術(shù)相比，它能夠更好地滿足用戶對各種應(yīng)用中新型圖像傳感器不斷提升的品質(zhì)要求，如更加靈活的圖像捕獲、更高的靈敏度、更寬的動態(tài)范圍、更高的分

17、辨率、更低的功耗以及更加優(yōu)良的系統(tǒng)集成等。此外，CMOS圖像轉(zhuǎn)換器還造就了一些迄今為止尚不能以經(jīng)濟(jì)的方式來實(shí)現(xiàn)的新穎應(yīng)用。另外，還有一些有利于CMOS傳感器的“軟”標(biāo)準(zhǔn)在起作用，包括：應(yīng)用支持、抗輻射性、快門類型、開窗口和光譜覆蓋率等。不過，這種區(qū)別稍帶幾分任意性，因?yàn)檫@些標(biāo)準(zhǔn)的重要程度將由于應(yīng)用的不同（消費(fèi)、工業(yè)或汽車）而發(fā)生變化。細(xì)節(jié)表現(xiàn)中所面臨的難題就像我們從模擬攝影所獲知的那樣，拍攝一幅完整場景的照片是一件相當(dāng)普通的事情，照相手機(jī)同樣如此。但是，對于工業(yè)或汽車應(yīng)用來說，情況就大不一樣了：有些場合并不需要很高的全幀數(shù)據(jù)速率。比如，在監(jiān)控?cái)z像機(jī)中，只要能夠發(fā)現(xiàn)一幅場景中出現(xiàn)的變化（因?yàn)檫@種

18、變化可能預(yù)示著某種可疑情況），那么分辨率低一點(diǎn)也是完全可以接受的。在此基礎(chǔ)之上才需要借助全分辨率來采集更多的細(xì)節(jié)信息。跟著發(fā)生的動作將只在攝像機(jī)視場的某一部分當(dāng)中進(jìn)行播放，而且，在所捕獲的場景中，只有這一部分才是監(jiān)控人員所關(guān)注的。對于只提供全幀圖像的CCD圖像傳感器而言，只有采用一個(gè)分離的評估電路才能夠提供兩個(gè)觀測角度，這意味著處理時(shí)間和成本的增加。然而，CMOS圖像傳感器的工作原理則與RAM相似，所有的存儲位均可單獨(dú)讀出。CMOS傳感器的二次采樣雖然提供了較低的分辨率，但是幀速率較高；而開窗口則允許隨機(jī)選擇一塊感興趣的區(qū)域。CMOS傳感器坐擁高靈敏度、寬動態(tài)范圍和低功耗優(yōu)勢最新CMOS傳感器

19、獲得廣泛應(yīng)用的一個(gè)前提是其所擁有的較高靈敏度、較短曝光時(shí)間和日漸縮小的像素尺寸。像素靈敏度的一個(gè)衡量尺度是填充因子（感光面積與整個(gè)像素面積之比）與量子效率（由轟擊屏幕的光子所生成的電子的數(shù)量）的乘積。CCD傳感器因其技術(shù)的固有特性而擁有一個(gè)很大的填充因子。而在CMOS圖像傳感器中，為了實(shí)現(xiàn)堪與CCD轉(zhuǎn)換器相媲美的噪聲指標(biāo)和靈敏度水平，人們給CMOS圖像傳感器裝配上了有源像素傳感器（APS）,并且導(dǎo)致填充因子降低，原因是像素表面相當(dāng)大的一部分面積被放大器晶體管所占用，留給光電二極管的可用空間較小。所以，當(dāng)今CMOS傳感器的一個(gè)重要的開發(fā)目標(biāo)就是擴(kuò)大填充因子。賽普拉斯（FillFactory）通過

20、其獲得專利授權(quán)的一項(xiàng)技術(shù)，可以大幅度地提高填充因子，這種技術(shù)可以把一顆標(biāo)準(zhǔn)CMOS硅芯片最大的一部分面積變?yōu)橐粔K感光區(qū)域。nextpage另外，對于一個(gè)典型的工業(yè)用圖象傳感器而言，由于許多場景的拍攝都是在照明條件很差的情況下進(jìn)行的，因此擁有較大的動態(tài)范圍將是十分有益的。CMOS圖像傳感器通過多斜率操作實(shí)現(xiàn)了這一目標(biāo)：轉(zhuǎn)換曲線由傾度不同的直線部分所組成，它們共同形成了一個(gè)非線性特征曲線。因此，一幅場景的黑暗部分有可能占據(jù)集成模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換范圍的很大一部分：轉(zhuǎn)換特征曲線在這里最為陡峭，以實(shí)現(xiàn)高靈敏度和對比度。特征曲線上半部分的平整化將在圖像的明亮部分捕獲幾個(gè)數(shù)量級的過度曝光，并以一個(gè)更加細(xì)致

21、的標(biāo)度來表現(xiàn)它們。采用多斜率的方式來運(yùn)作LUPA-4000將使高達(dá)90dB的光動態(tài)范圍與一個(gè)10位A/D轉(zhuǎn)換范圍相匹配。具有VGA分辨率的IM-001系列CMOS圖像傳感器在此基礎(chǔ)上更進(jìn)一步；它們是專為汽車應(yīng)用而設(shè)計(jì)的。其像素由光電二極管組成，可提供高達(dá)120dB的自適應(yīng)動態(tài)范圍。面向汽車應(yīng)用的ACM100相機(jī)模塊就采用了這些傳感器，這種相機(jī)模塊據(jù)稱是同類產(chǎn)品中率先面市的全集成化相機(jī)解決方案：該視覺解決方案被看作是面向駕駛者保護(hù)、防撞、夜視支持和輪胎跟蹤導(dǎo)向的未來汽車安全系統(tǒng)的關(guān)鍵元件。此外，對于獨(dú)立于電網(wǎng)的便攜式應(yīng)用而言，以低功耗特性而著稱的CMOS技術(shù)還具有一個(gè)明顯的優(yōu)勢：CMOS圖像傳感

22、器是針對5V和3.3V電源電壓而設(shè)計(jì)的。而CCD芯片則需要大約12V的電源電壓，因此不得不采用一個(gè)電壓轉(zhuǎn)換器，從而導(dǎo)致功耗增加。在總功耗方面，把控制和系統(tǒng)功能集成到CMOS傳感器中將帶來另一個(gè)好處：它去除了與其他半導(dǎo)體元件的所有外部連接線。其高功耗的驅(qū)動器如今已遭棄用，這是因?yàn)樵谛酒瑑?nèi)部進(jìn)行通信所消耗的能量要比通過PCB或襯底的外部實(shí)現(xiàn)方式低得多。擴(kuò)展光譜靈敏度和提高分辨率是大趨勢在現(xiàn)代CMOS圖像傳感器中，一個(gè)重要的發(fā)展趨勢是其光譜靈敏度擴(kuò)展到了近紅外區(qū)NIR（至約1,100nm的波長）。配備了IM-001CMOS圖像傳感器的汽車應(yīng)用將改善霧穿透力和夜視能力。由于工業(yè)圖像捕獲技術(shù)開始運(yùn)用更多

23、波長位于NIR之中的光源，而且生物技術(shù)也在利用該光譜區(qū)域中的有趣現(xiàn)象，因此，新開發(fā)的IBIS5-AE-1300傳感器具有700900nm的NIR靈敏度。在面向消費(fèi)應(yīng)用的圖像捕獲技術(shù)中，另一個(gè)發(fā)展趨勢是繼續(xù)提高分辨率。到2005年年中，70%左右的手機(jī)相機(jī)已具有VGA格式分辨率（640X480像素）；但隨后的2006年，幾百萬像素的傳感器就將占領(lǐng)50%的市場份額，而到2008年，其市場占有率預(yù)計(jì)將進(jìn)一步攀升至90%以上。為此，賽普拉斯開發(fā)了一種用于蜂窩電話的300萬像素圖像傳感器，該產(chǎn)品采用了Autobrite技術(shù)，可進(jìn)行12位模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換，并提供了72dB的寬廣動態(tài)范圍，而目前市面上的10位

24、模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器的動態(tài)范圍僅為60dB。逐行掃描模式中白幀速率高達(dá)30幀/秒，因而可錄制實(shí)況視頻節(jié)目。在工業(yè)和商業(yè)領(lǐng)域中，這種發(fā)展趨勢也很明顯：賽普拉斯已推出一款用于Kodak數(shù)碼相機(jī)的1,300萬像素/35mm圖像傳感器，另外，660萬像素的舊IS4-6600傳感器正在一種面向弱視人群的自動閱讀輔助裝置中證明自己的卓越品質(zhì)一一它可在一幅完整的標(biāo)準(zhǔn)A4頁面上提供出色的分辨率。憑借技術(shù)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)集成由于蜂窩電話、數(shù)碼相機(jī)、MP3播放機(jī)和PDA等傳統(tǒng)分離型功能設(shè)備的加速數(shù)字融合（即成為一部緊湊的消費(fèi)型電子產(chǎn)品），導(dǎo)致人們越來越希望至少具有部分自主性的子系統(tǒng)能夠在一部設(shè)備中提供極為寬泛的功能。這種趨勢

25、還將對專業(yè)測量技術(shù)產(chǎn)生影響：利用包含一個(gè)數(shù)碼相機(jī)、PDA用戶接口和WLAN聯(lián)網(wǎng)能力的便攜式檢驗(yàn)工具，光測試和監(jiān)視的應(yīng)用范圍將得到有效的拓展。作為一種平臺技術(shù)，CMOS符合這一發(fā)展潮流：CCD圖像轉(zhuǎn)換器仍然需要采用外部邏輯電路來實(shí)現(xiàn)控制和模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換功能，而CMOS標(biāo)準(zhǔn)邏輯器件則能夠把傳感器、控制器、轉(zhuǎn)換器和評估邏輯電路等全部集成到一塊芯片之中。一個(gè)典型的例子如專門針對要求苛刻的消費(fèi)應(yīng)用而制作的CYIWCSC1300AA芯片的圖像捕獲電路。它基于130萬像素圖像傳感器CYIWOSC1300AA和一個(gè)用于提供誤差插補(bǔ)、黑電平調(diào)整、透鏡校正、信號互串校正、彩色馬賽克修補(bǔ)、彩色校正、自動曝光、噪聲抑

26、制、特效和丫校正等等諸多功能的附加信號處理器。集成更多的系統(tǒng)功能（一直到自主型光電傳感器系統(tǒng)）是可行的，這主要取決于諸如市場容量和開發(fā)成本等經(jīng)濟(jì)目標(biāo)和限制因素。當(dāng)今的CMOS圖像轉(zhuǎn)換技術(shù)不僅服務(wù)于“傳統(tǒng)的”工業(yè)圖像處理，而且還憑借其卓越的性能和靈活性而被日益廣泛的新穎消費(fèi)應(yīng)用所接納。此外，它還能確保汽車駕駛時(shí)的高安全性和舒適性。最初，CMOS圖像傳感器被應(yīng)用于工業(yè)圖像處理；在那些旨在提高生產(chǎn)率、質(zhì)量和生產(chǎn)工藝經(jīng)濟(jì)性的全新自動化解決方案中，它至今仍然是至關(guān)重要的一環(huán)。據(jù)市場研究IMSResearch的預(yù)測，在未來的幾年中，歐洲工業(yè)圖像處理市場的年成長率將達(dá)到6%,其中，在相機(jī)中集成了軟件功能的智

27、能型解決方案的市場份額將不斷擴(kuò)大。在德國，據(jù)其全國工具機(jī)供應(yīng)商協(xié)會VDMA提供的數(shù)據(jù)，2004年的圖像處理市場增長率達(dá)到了14%。市場調(diào)研In-Stat/MDR亦指出，單就圖像傳感器的次級市場而言，其年成長率將高達(dá)30%以上，而且這種情況將持續(xù)到2008年。最為重要的是：CMOS傳感器的成長速度將達(dá)到CCD傳感器的七倍，照相手機(jī)和數(shù)碼相機(jī)的迅速普及是這種需求的主要推動因素。顯然，人們?nèi)绱丝春肅MOS圖像轉(zhuǎn)換器的成長前景是基于這樣一個(gè)事實(shí)，即：與壟斷該領(lǐng)域長達(dá)30多年的CCD技術(shù)相比，它能夠更好地滿足用戶對各種應(yīng)用中新型圖像傳感器不斷提升的品質(zhì)要求，如更加靈活的圖像捕獲、更高的靈敏度、更寬的動態(tài)

28、范圍、更高的分辨率、更低的功耗以及更加優(yōu)良的系統(tǒng)集成等。此外，CMOS圖像轉(zhuǎn)換器還造就了一些迄今為止尚不能以經(jīng)濟(jì)的方式來實(shí)現(xiàn)的新穎應(yīng)用。另外，還有一些有利于CMOS傳感器的“軟”標(biāo)準(zhǔn)在起作用，包括：應(yīng)用支持、抗輻射性、快門類型、開窗口和光譜覆蓋率等。不過，這種區(qū)別稍帶幾分任意性，因?yàn)檫@些標(biāo)準(zhǔn)的重要程度將由于應(yīng)用的不同（消費(fèi)、工業(yè)或汽車）而發(fā)生變化。編輯swvfswk服務(wù)的主配置文件httpd.conf,查找配置項(xiàng)"ServerName”,在附近添加一行內(nèi)容“蘇州網(wǎng)思通信ServerNameW"，用于設(shè)置網(wǎng)站名稱。細(xì)節(jié)表現(xiàn)中所面臨的難題就像我們從模擬攝影所獲知的那樣，拍攝一幅

29、完整場景的照片是一件相當(dāng)普通的事情，照相手機(jī)同樣如此。但是，對于工業(yè)或汽車應(yīng)用來說，情況就大不一樣了：有些場合并不需要很高的全幀數(shù)據(jù)速率。比如，在監(jiān)控?cái)z像機(jī)中，只要能夠發(fā)現(xiàn)一幅場景中出現(xiàn)的變化（因?yàn)檫@種變化可能預(yù)示著某種可疑情況），那么分辨率低一點(diǎn)也是完全可以接受的。在此基礎(chǔ)之上才需要借助全分辨率來采集更多的細(xì)節(jié)信息。跟著發(fā)生的動作將只在攝像機(jī)視場的某一部分當(dāng)中進(jìn)行播放，而且，在所捕獲的場景中，只有這一部分才是監(jiān)控人員所關(guān)注的。對于只提供全幀圖像的CCD圖像傳感器而言，只有采用一個(gè)分離的評估電路才能夠提供兩個(gè)觀測角度，這意味著處理時(shí)間和成本的增加。然而，CMOS圖像傳感器的工作原理則與RAM相

30、似，所有的存儲位均可單獨(dú)讀出。CMOS傳感器的二次采樣雖然提供了較低的分辨率，但是幀速率較高；而開窗口則允許隨機(jī)選擇一塊感興趣的區(qū)域。CMOS傳感器坐擁高靈敏度、寬動態(tài)范圍和低功耗優(yōu)勢最新CMOS傳感器獲得廣泛應(yīng)用的一個(gè)前提是其所擁有的較高靈敏度、較短曝光時(shí)間和日漸縮小的像素尺寸。像素靈敏度的一個(gè)衡量尺度是填充因子（感光面積與整個(gè)像素面積之比）與量子效率（由轟擊屏幕的光子所生成的電子的數(shù)量）的乘積。CCD傳感器因其技術(shù)的固有特性而擁有一個(gè)很大的填充因子。而在CMOS圖像傳感器中，為了實(shí)現(xiàn)堪與CCD轉(zhuǎn)換器相媲美的噪聲指標(biāo)和靈敏度水平，人們給CMOS圖像傳感器裝配上了有源像素傳感器（APS）,并且

31、導(dǎo)致填充因子降低，原因是像素表面相當(dāng)大的一部分面積被放大器晶體管所占用，留給光電二極管的可用空間較小。所以，當(dāng)今CMOS傳感器的一個(gè)重要的開發(fā)目標(biāo)就是擴(kuò)大填充因子。賽普拉斯（FillFactory）通過其獲得專利授權(quán)的一項(xiàng)技術(shù)，可以大幅度地提高填充因子，這種技術(shù)可以把一顆標(biāo)準(zhǔn)CMOS硅芯片最大的一部分面積變?yōu)橐粔K感光區(qū)域。nextpage另外，對于一個(gè)典型的工業(yè)用圖象傳感器而言，由于許多場景的拍攝都是在照明條件很差的情況下進(jìn)行的，因此擁有較大的動態(tài)范圍將是十分有益的。CMOS圖像傳感器通過多斜率操作實(shí)現(xiàn)了這一目標(biāo)：轉(zhuǎn)換曲線由傾度不同的直線部分所組成，它們共同形成了一個(gè)非線性特征曲線。因此，一幅

32、場景的黑暗部分有可能占據(jù)集成模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換范圍的很大一部分：轉(zhuǎn)換特征曲線在這里最為陡峭，以實(shí)現(xiàn)高靈敏度和對比度。特征曲線上半部分的平整化將在圖像的明亮部分捕獲幾個(gè)數(shù)量級的過度曝光，并以一個(gè)更加細(xì)致的標(biāo)度來表現(xiàn)它們。采用多斜率的方式來運(yùn)作LUPA-4000將使高達(dá)90dB的光動態(tài)范圍與一個(gè)10位A/D轉(zhuǎn)換范圍相匹配。具有VGA分辨率的IM-001系列CMOS圖像傳感器在此基礎(chǔ)上更進(jìn)一步；它們是專為汽車應(yīng)用而設(shè)計(jì)的。其像素由光電二極管組成，可提供高達(dá)120dB的自適應(yīng)動態(tài)范圍。面向汽車應(yīng)用的ACM100相機(jī)模塊就采用了這些傳感器，這種相機(jī)模塊據(jù)稱是同類產(chǎn)品中率先面市的全集成化相機(jī)解決方案：該

33、視覺解決方案被看作是面向駕駛者保護(hù)、防撞、夜視支持和輪胎跟蹤導(dǎo)向的未來汽車安全系統(tǒng)的關(guān)鍵元件。此外，對于獨(dú)立于電網(wǎng)的便攜式應(yīng)用而言，以低功耗特性而著稱的CMOS技術(shù)還具有一個(gè)明顯的優(yōu)勢：CMOS圖像傳感器是針對5V和3.3V電源電壓而設(shè)計(jì)的。而CCD芯片則需要大約12V的電源電壓，因此不得不采用一個(gè)電壓轉(zhuǎn)換器，從而導(dǎo)致功耗增加。在總功耗方面，把控制和系統(tǒng)功能集成到CMOS傳感器中將帶來另一個(gè)好處：它去除了與其他半導(dǎo)體元件的所有外部連接線。其高功耗的驅(qū)動器如今已遭棄用，這是因?yàn)樵谛酒瑑?nèi)部進(jìn)行通信所消耗的能量要比通過PCB或襯底的外部實(shí)現(xiàn)方式低得多。擴(kuò)展光譜靈敏度和提高分辨率是大趨勢在現(xiàn)代CMOS

34、圖像傳感器中，一個(gè)重要的發(fā)展趨勢是其光譜靈敏度擴(kuò)展到了近紅外區(qū)NIR（至約1,100nm的波長）。配備了IM-001CMOS圖像傳感器的汽車應(yīng)用將改善霧穿透力和夜視能力。由于工業(yè)圖像捕獲技術(shù)開始運(yùn)用更多波長位于NIR之中的光源，而且生物技術(shù)也在利用該光譜區(qū)域中的有趣現(xiàn)象，因此，新開發(fā)的IBIS5-AE-1300傳感器具有700900nm的NIR靈敏度。在面向消費(fèi)應(yīng)用的圖像捕獲技術(shù)中，另一個(gè)發(fā)展趨勢是繼續(xù)提高分辨率。到2005年年中，70%左右的手機(jī)相機(jī)已具有VGA格式分辨率（640X480像素）；但隨后的2006年，幾百萬像素的傳感器就將占領(lǐng)50%的市場份額，而到2008年，其市場占有率預(yù)計(jì)將

35、進(jìn)一步攀升至90%以上。為此，賽普拉斯開發(fā)了一種用于蜂窩電話的300萬像素圖像傳感器，該產(chǎn)品采用了Autobrite技術(shù)，可進(jìn)行12位模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換，并提供了72dB的寬廣動態(tài)范圍，而目前市面上的10位模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器的動態(tài)范圍僅為60dB。逐行掃描模式中白幀速率高達(dá)30幀/秒，因而可錄制實(shí)況視頻節(jié)目。在工業(yè)和商業(yè)領(lǐng)域中，這種發(fā)展趨勢也很明顯：賽普拉斯已推出一款用于Kodak數(shù)碼相機(jī)的1,300萬像素/35mm圖像傳感器，另外，660萬像素的舊IS4-6600傳感器正在一種面向弱視人群的自動閱讀輔助裝置中證明自己的卓越品質(zhì)一一它可在一幅完整的標(biāo)準(zhǔn)A4頁面上提供出色的分辨率。憑借技術(shù)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)集成

36、由于蜂窩電話、數(shù)碼相機(jī)、MP3播放機(jī)和PDA等傳統(tǒng)分離型功能設(shè)備的加速數(shù)字融合（即成為一部緊湊的消費(fèi)型電子產(chǎn)品），導(dǎo)致人們越來越希望至少具有部分自主性的子系統(tǒng)能夠在一部設(shè)備中提供極為寬泛的功能。這種趨勢還將對專業(yè)測量技術(shù)產(chǎn)生影響：利用包含一個(gè)數(shù)碼相機(jī)、PDA用戶接口和WLAN聯(lián)網(wǎng)能力的便攜式檢驗(yàn)工具，光測試和監(jiān)視的應(yīng)用范圍將得到有效的拓展。作為一種平臺技術(shù)，CMOS符合這一發(fā)展潮流：CCD圖像轉(zhuǎn)換器仍然需要采用外部邏輯電路來實(shí)現(xiàn)控制和模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換功能，而CMOS標(biāo)準(zhǔn)邏輯器件則能夠把傳感器、控制器、轉(zhuǎn)換器和評估邏輯電路等全部集成到一塊芯片之中。一個(gè)典型的例子如專門針對要求苛刻的消費(fèi)應(yīng)用而制作的

37、CYIWCSC1300AA芯片的圖像捕獲電路。它基于130萬像素圖像傳感器CYIWOSC1300AA和一個(gè)用于提供誤差插補(bǔ)、黑電平調(diào)整、透鏡校正、信號互串校正、彩色馬賽克修補(bǔ)、彩色校正、自動曝光、噪聲抑制、特效和丫校正等等諸多功能的附加信號處理器。集成更多的系統(tǒng)功能（一直到自主型光電傳感器系統(tǒng)）是可行的，這主要取決于諸如市場容量和開發(fā)成本等經(jīng)濟(jì)目標(biāo)和限制因素。當(dāng)今的CMOS圖像轉(zhuǎn)換技術(shù)不僅服務(wù)于“傳統(tǒng)的”工業(yè)圖像處理，而且還憑借其卓越的性能和靈活性而被日益廣泛的新穎消費(fèi)應(yīng)用所接納。此外，它還能確保汽車駕駛時(shí)的高安全性和舒適性。最初，CMOS圖像傳感器被應(yīng)用于工業(yè)圖像處理；在那些旨在提高生產(chǎn)率、

38、質(zhì)量和生產(chǎn)工藝經(jīng)濟(jì)性的全新自動化解決方案中，它至今仍然是至關(guān)重要的一環(huán)。據(jù)市場研究IMSResearch的預(yù)測，在未來的幾年中，歐洲工業(yè)圖像處理市場的年成長率將達(dá)到6%,其中，在相機(jī)中集成了軟件功能的智能型解決方案的市場份額將不斷擴(kuò)大。在德國，據(jù)其全國工具機(jī)供應(yīng)商協(xié)會VDMA提供的數(shù)據(jù)，2004年的圖像處理市場增長率達(dá)到了14%。市場調(diào)研In-Stat/MDR亦指出，單就圖像傳感器的次級市場而言，其年成長率將高達(dá)30%以上，而且這種情況將持續(xù)到2008年。最為重要的是：CMOS傳感器的成長速度將達(dá)到CCD傳感器的七倍，照相手機(jī)和數(shù)碼相機(jī)的迅速普及是這種需求的主要推動因素。顯然，人們?nèi)绱丝春肅M

39、OS圖像轉(zhuǎn)換器的成長前景是基于這樣一個(gè)事實(shí)，即：與壟斷該領(lǐng)域長達(dá)30多年的CCD技術(shù)相比，它能夠更好地滿足用戶對各種應(yīng)用中新型圖像傳感器不斷提升的品質(zhì)要求，如更加靈活的圖像捕獲、更高的靈敏度、更寬的動態(tài)范圍、更高的分辨率、更低的功耗以及更加優(yōu)良的系統(tǒng)集成等。此外，CMOS圖像轉(zhuǎn)換器還造就了一些迄今為止尚不能以經(jīng)濟(jì)的方式來實(shí)現(xiàn)的新穎應(yīng)用。另外，還有一些有利于CMOS傳感器的“軟”標(biāo)準(zhǔn)在起作用，包括：應(yīng)用支持、抗輻射性、快門類型、開窗口和光譜覆蓋率等。不過，這種區(qū)別稍帶幾分任意性，因?yàn)檫@些標(biāo)準(zhǔn)的重要程度將由于應(yīng)用的不同（消費(fèi)、工業(yè)或汽車）而發(fā)生變化。細(xì)節(jié)表現(xiàn)中所面臨的難題就像我們從模擬攝影所獲知的

40、那樣，拍攝一幅完整場景的照片是一件相當(dāng)普通的事情，照相手機(jī)同樣如此。但是，對于工業(yè)或汽車應(yīng)用來說，情況就大不一樣了：有些場合并不需要很高的全幀數(shù)據(jù)速率。比如，在監(jiān)控?cái)z像機(jī)中，只要能夠發(fā)現(xiàn)一幅場景中出現(xiàn)的變化（因?yàn)檫@種變化可能預(yù)示著某種可疑情況），那么分辨率低一點(diǎn)也是完全可以接受的。在此基礎(chǔ)之上才需要借助全分辨率來采集更多的細(xì)節(jié)信息。跟著發(fā)生的動作將只在攝像機(jī)視場的某一部分當(dāng)中進(jìn)行播放，而且，在所捕獲的場景中，只有這一部分才是監(jiān)控人員所關(guān)注的。對于只提供全幀圖像的CCD圖像傳感器而言，只有采用一個(gè)分離的評估電路才能夠提供兩個(gè)觀測角度，這意味著處理時(shí)間和成本的增加。然而，CMOS圖像傳感器的工作原

41、理則與RAM相似，所有的存儲位均可單獨(dú)讀出。CMOS傳感器的二次采樣雖然提供了較低的分辨率，但是幀速率較高；而開窗口則允許隨機(jī)選擇一塊感興趣的區(qū)域。CMOS傳感器坐擁高靈敏度、寬動態(tài)范圍和低功耗優(yōu)勢最新CMOS傳感器獲得廣泛應(yīng)用的一個(gè)前提是其所擁有的較高靈敏度、較短曝光時(shí)間和日漸縮小的像素尺寸。像素靈敏度的一個(gè)衡量尺度是填充因子（感光面積與整個(gè)像素面積之比）與量子效率（由轟擊屏幕的光子所生成的電子的數(shù)量）的乘積。CCD傳感器因其技術(shù)的固有特性而擁有一個(gè)很大的填充因子。而在CMOS圖像傳感器中，為了實(shí)現(xiàn)堪與CCD轉(zhuǎn)換器相媲美的噪聲指標(biāo)和靈敏度水平，人們給CMOS圖像傳感器裝配上了有源像素傳感器（

42、APS）,并且導(dǎo)致填充因子降低，原因是像素表面相當(dāng)大的一部分面積被放大器晶體管所占用，留給光電二極管的可用空間較小。所以，當(dāng)今CMOS傳感器的一個(gè)重要的開發(fā)目標(biāo)就是擴(kuò)大填充因子。賽普拉斯（FillFactory）通過其獲得專利授權(quán)的一項(xiàng)技術(shù)，可以大幅度地提高填充因子，這種技術(shù)可以把一顆標(biāo)準(zhǔn)CMOS硅芯片最大的一部分面積變?yōu)橐粔K感光區(qū)域。nextpage另外，對于一個(gè)典型的工業(yè)用圖象傳感器而言，由于許多場景的拍攝都是在照明條件很差的情況下進(jìn)行的，因此擁有較大的動態(tài)范圍將是十分有益的。CMOS圖像傳感器通過多斜率操作實(shí)現(xiàn)了這一目標(biāo)：轉(zhuǎn)換曲線由傾度不同的直線部分所組成，它們共同形成了一個(gè)非線性特征曲

43、線。因此，一幅場景的黑暗部分有可能占據(jù)集成模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換范圍的很大一部分：轉(zhuǎn)換特征曲線在這里最為陡峭，以實(shí)現(xiàn)高靈敏度和對比度。特征曲線上半部分的平整化將在圖像的明亮部分捕獲幾個(gè)數(shù)量級的過度曝光，并以一個(gè)更加細(xì)致的標(biāo)度來表現(xiàn)它們。采用多斜率的方式來運(yùn)作LUPA-4000將使高達(dá)90dB的光動態(tài)范圍與一個(gè)10位A/D轉(zhuǎn)換范圍相匹配。具有VGA分辨率的IM-001系列CMOS圖像傳感器在此基礎(chǔ)上更進(jìn)一步；它們是專為汽車應(yīng)用而設(shè)計(jì)的。其像素由光電二極管組成，可提供高達(dá)120dB的自適應(yīng)動態(tài)范圍。面向汽車應(yīng)用的ACM100相機(jī)模塊就采用了這些傳感器，這種相機(jī)模塊據(jù)稱是同類產(chǎn)品中率先面市的全集成化相

44、機(jī)解決方案：該視覺解決方案被看作是面向駕駛者保護(hù)、防撞、夜視支持和輪胎跟蹤導(dǎo)向的未來汽車安全系統(tǒng)的關(guān)鍵元件。此外，對于獨(dú)立于電網(wǎng)的便攜式應(yīng)用而言，以低功耗特性而著稱的CMOS技術(shù)還具有一個(gè)明顯的優(yōu)勢：CMOS圖像傳感器是針對5V和3.3V電源電壓而設(shè)計(jì)的。而CCD芯片則需要大約12V的電源電壓，因此不得不采用一個(gè)電壓轉(zhuǎn)換器，從而導(dǎo)致功耗增加。在總功耗方面，把控制和系統(tǒng)功能集成到CMOS傳感器中將帶來另一個(gè)好處：它去除了與其他半導(dǎo)體元件的所有外部連接線。其高功耗的驅(qū)動器如今已遭棄用，這是因?yàn)樵谛酒瑑?nèi)部進(jìn)行通信所消耗的能量要比通過PCB或襯底的外部實(shí)現(xiàn)方式低得多。擴(kuò)展光譜靈敏度和提高分辨率是大趨勢

45、在現(xiàn)代CMOS圖像傳感器中，一個(gè)重要的發(fā)展趨勢是其光譜靈敏度擴(kuò)展到了近紅外區(qū)NIR（至約1,100nm的波長）。配備了IM-001CMOS圖像傳感器的汽車應(yīng)用將改善霧穿透力和夜視能力。由于工業(yè)圖像捕獲技術(shù)開始運(yùn)用更多波長位于NIR之中的光源，而且生物技術(shù)也在利用該光譜區(qū)域中的有趣現(xiàn)象，因此，新開發(fā)的IBIS5-AE-1300傳感器具有700900nm的NIR靈敏度。在面向消費(fèi)應(yīng)用的圖像捕獲技術(shù)中，另一個(gè)發(fā)展趨勢是繼續(xù)提高分辨率。到2005年年中，70%左右的手機(jī)相機(jī)已具有VGA格式分辨率（640X480像素）；但隨后的2006年，幾百萬像素的傳感器就將占領(lǐng)50%的市場份額，而到2008年，其市

46、場占有率預(yù)計(jì)將進(jìn)一步攀升至90%以上。為此，賽普拉斯開發(fā)了一種用于蜂窩電話的300萬像素圖像傳感器，該產(chǎn)品采用了Autobrite技術(shù)，可進(jìn)行12位模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換，并提供了72dB的寬廣動態(tài)范圍，而目前市面上的10位模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器的動態(tài)范圍僅為60dB。逐行掃描模式中白幀速率高達(dá)30幀/秒，因而可錄制實(shí)況視頻節(jié)目。在工業(yè)和商業(yè)領(lǐng)域中，這種發(fā)展趨勢也很明顯：賽普拉斯已推出一款用于Kodak數(shù)碼相機(jī)的1,300萬像素/35mm圖像傳感器，另外，660萬像素的舊IS4-6600傳感器正在一種面向弱視人群的自動閱讀輔助裝置中證明自己的卓越品質(zhì)一一它可在一幅完整的標(biāo)準(zhǔn)A4頁面上提供出色的分辨率。憑借技

47、術(shù)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)集成由于蜂窩電話、數(shù)碼相機(jī)、MP3播放機(jī)和PDA等傳統(tǒng)分離型功能設(shè)備的加速數(shù)字融合（即成為一部緊湊的消費(fèi)型電子產(chǎn)品），導(dǎo)致人們越來越希望至少具有部分自主性的子系統(tǒng)能夠在一部設(shè)備中提供極為寬泛的功能。這種趨勢還將對專業(yè)測量技術(shù)產(chǎn)生影響：利用包含一個(gè)數(shù)碼相機(jī)、PDA用戶接口和WLAN聯(lián)網(wǎng)能力的便攜式檢驗(yàn)工具，光測試和監(jiān)視的應(yīng)用范圍將得到有效的拓展。作為一種平臺技術(shù)，CMOS符合這一發(fā)展潮流：CCD圖像轉(zhuǎn)換器仍然需要采用外部邏輯電路來實(shí)現(xiàn)控制和模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換功能，而CMOS標(biāo)準(zhǔn)邏輯器件則能夠把傳感器、控制器、轉(zhuǎn)換器和評估邏輯電路等全部集成到一塊芯片之中。一個(gè)典型的例子如專門針對要求苛刻的消

48、費(fèi)應(yīng)用而制作的CYIWCSC1300AA芯片的圖像捕獲電路。它基于130萬像素圖像傳感器CYIWOSC1300AA和一個(gè)用于提供誤差插補(bǔ)、黑電平調(diào)整、透鏡校正、信號互串校正、彩色馬賽克修補(bǔ)、彩色校正、自動曝光、噪聲抑制、特效和丫校正等等諸多功能的附加信號處理器。集成更多的系統(tǒng)功能（一直到自主型光電傳感器系統(tǒng)）是可行的，這主要取決于諸如市場容量和開發(fā)成本等經(jīng)濟(jì)目標(biāo)和限制因素。當(dāng)今的CMOS圖像轉(zhuǎn)換技術(shù)不僅服務(wù)于“傳統(tǒng)的”工業(yè)圖像處理，而且還憑借其卓越的性能和靈活性而被日益廣泛的新穎消費(fèi)應(yīng)用所接納。此外，它還能確保汽車駕駛時(shí)的高安全性和舒適性。最初，CMOS圖像傳感器被應(yīng)用于工業(yè)圖像處理；在那些旨

49、在提高生產(chǎn)率、質(zhì)量和生產(chǎn)工藝經(jīng)濟(jì)性的全新自動化解決方案中，它至今仍然是至關(guān)重要的一環(huán)。據(jù)市場研究IMSResearch的預(yù)測，在未來的幾年中，歐洲工業(yè)圖像處理市場的年成長率將達(dá)到6%,其中，在相機(jī)中集成了軟件功能的智能型解決方案的市場份額將不斷擴(kuò)大。在德國，據(jù)其全國工具機(jī)供應(yīng)商協(xié)會VDMA提供的數(shù)據(jù)，2004年的圖像處理市場增長率達(dá)到了14%。市場調(diào)研In-Stat/MDR亦指出，單就圖像傳感器的次級市場而言，其年成長率將高達(dá)30%以上，而且這種情況將持續(xù)到2008年。最為重要的是：CMOS傳感器的成長速度將達(dá)到CCD傳感器的七倍，照相手機(jī)和數(shù)碼相機(jī)的迅速普及是這種需求的主要推動因素。顯然，人

50、們?nèi)绱丝春肅MOS圖像轉(zhuǎn)換器的成長前景是基于這樣一個(gè)事實(shí)，即：與壟斷該領(lǐng)域長達(dá)30多年的CCD技術(shù)相比，它能夠更好地滿足用戶對各種應(yīng)用中新型圖像傳感器不斷提升的品質(zhì)要求，如更加靈活的圖像捕獲、更高的靈敏度、更寬的動態(tài)范圍、更高的分辨率、更低的功耗以及更加優(yōu)良的系統(tǒng)集成等。此外，CMOS圖像轉(zhuǎn)換器還造就了一些迄今為止尚不能以經(jīng)濟(jì)的方式來實(shí)現(xiàn)的新穎應(yīng)用。另外，還有一些有利于CMOS傳感器的“軟”標(biāo)準(zhǔn)在起作用，包括：應(yīng)用支持、抗輻射性、快門類型、開窗口和光譜覆蓋率等。不過，這種區(qū)別稍帶幾分任意性，因?yàn)檫@些標(biāo)準(zhǔn)的重要程度將由于應(yīng)用的不同（消費(fèi)、工業(yè)或汽車）而發(fā)生變化。細(xì)節(jié)表現(xiàn)中所面臨的難題就像我們從模

51、擬攝影所獲知的那樣，拍攝一幅完整場景的照片是一件相當(dāng)普通的事情，照相手機(jī)同樣如此。但是，對于工業(yè)或汽車應(yīng)用來說，情況就大不一樣了：有些場合并不需要很高的全幀數(shù)據(jù)速率。比如，在監(jiān)控?cái)z像機(jī)中，只要能夠發(fā)現(xiàn)一幅場景中出現(xiàn)的變化（因?yàn)檫@種變化可能預(yù)示著某種可疑情況），那么分辨率低一點(diǎn)也是完全可以接受的。在此基礎(chǔ)之上才需要借助全分辨率來采集更多的細(xì)節(jié)信息。跟著發(fā)生的動作將只在攝像機(jī)視場的某一部分當(dāng)中進(jìn)行播放，而且，在所捕獲的場景中，只有這一部分才是監(jiān)控人員所關(guān)注的。對于只提供全幀圖像的CCD圖像傳感器而言，只有采用一個(gè)分離的評估電路才能夠提供兩個(gè)觀測角度，這意味著處理時(shí)間和成本的增加。然而，CMOS圖像

52、傳感器的工作原理則與RAM相似，所有的存儲位均可單獨(dú)讀出。CMOS傳感器的二次采樣雖然提供了較低的分辨率，但是幀速率較高；而開窗口則允許隨機(jī)選擇一塊感興趣的區(qū)域。CMOS傳感器坐擁高靈敏度、寬動態(tài)范圍和低功耗優(yōu)勢最新CMOS傳感器獲得廣泛應(yīng)用的一個(gè)前提是其所擁有的較高靈敏度、較短曝光時(shí)間和日漸縮小的像素尺寸。像素靈敏度的一個(gè)衡量尺度是填充因子（感光面積與整個(gè)像素面積之比）與量子效率（由轟擊屏幕的光子所生成的電子的數(shù)量）的乘積。CCD傳感器因其技術(shù)的固有特性而擁有一個(gè)很大的填充因子。而在CMOS圖像傳感器中，為了實(shí)現(xiàn)堪與CCD轉(zhuǎn)換器相媲美的噪聲指標(biāo)和靈敏度水平，人們給CMOS圖像傳感器裝配上了有

53、源像素傳感器（APS）,并且導(dǎo)致填充因子降低，原因是像素表面相當(dāng)大的一部分面積被放大器晶體管所占用，留給光電二極管的可用空間較小。所以，當(dāng)今CMOS傳感器的一個(gè)重要的開發(fā)目標(biāo)就是擴(kuò)大填充因子。賽普拉斯（FillFactory）通過其獲得專利授權(quán)的一項(xiàng)技術(shù)，可以大幅度地提高填充因子，這種技術(shù)可以把一顆標(biāo)準(zhǔn)CMOS硅芯片最大的一部分面積變?yōu)橐粔K感光區(qū)域。nextpage另外，對于一個(gè)典型的工業(yè)用圖象傳感器而言，由于許多場景的拍攝都是在照明條件很差的情況下進(jìn)行的，因此擁有較大的動態(tài)范圍將是十分有益的。CMOS圖像傳感器通過多斜率操作實(shí)現(xiàn)了這一目標(biāo)：轉(zhuǎn)換曲線由傾度不同的直線部分所組成，它們共同形成了一

54、個(gè)非線性特征曲線。因此，一幅場景的黑暗部分有可能占據(jù)集成模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換范圍的很大一部分：轉(zhuǎn)換特征曲線在這里最為陡峭，以實(shí)現(xiàn)高靈敏度和對比度。特征曲線上半部分的平整化將在圖像的明亮部分捕獲幾個(gè)數(shù)量級的過度曝光，并以一個(gè)更加細(xì)致的標(biāo)度來表現(xiàn)它們。采用多斜率的方式來運(yùn)作LUPA-4000將使高達(dá)90dB的光動態(tài)范圍與一個(gè)10位A/D轉(zhuǎn)換范圍相匹配。具有VGA分辨率的IM-001系列CMOS圖像傳感器在此基礎(chǔ)上更進(jìn)一步；它們是專為汽車應(yīng)用而設(shè)計(jì)的。其像素由光電二極管組成，可提供高達(dá)120dB的自適應(yīng)動態(tài)范圍。面向汽車應(yīng)用的ACM100相機(jī)模塊就采用了這些傳感器，這種相機(jī)模塊據(jù)稱是同類產(chǎn)品中率先面

55、市的全集成化相機(jī)解決方案：該視覺解決方案被看作是面向駕駛者保護(hù)、防撞、夜視支持和輪胎跟蹤導(dǎo)向的未來汽車安全系統(tǒng)的關(guān)鍵元件。此外，對于獨(dú)立于電網(wǎng)的便攜式應(yīng)用而言，以低功耗特性而著稱的CMOS技術(shù)還具有一個(gè)明顯的優(yōu)勢：CMOS圖像傳感器是針對5V和3.3V電源電壓而設(shè)計(jì)的。而CCD芯片則需要大約12V的電源電壓，因此不得不采用一個(gè)電壓轉(zhuǎn)換器，從而導(dǎo)致功耗增加。在總功耗方面，把控制和系統(tǒng)功能集成到CMOS傳感器中將帶來另一個(gè)好處：它去除了與其他半導(dǎo)體元件的所有外部連接線。其高功耗的驅(qū)動器如今已遭棄用，這是因?yàn)樵谛酒瑑?nèi)部進(jìn)行通信所消耗的能量要比通過PCB或襯底的外部實(shí)現(xiàn)方式低得多。擴(kuò)展光譜靈敏度和提高

56、分辨率是大趨勢在現(xiàn)代CMOS圖像傳感器中，一個(gè)重要的發(fā)展趨勢是其光譜靈敏度擴(kuò)展到了近紅外區(qū)NIR（至約1,100nm的波長）。配備了IM-001CMOS圖像傳感器的汽車應(yīng)用將改善霧穿透力和夜視能力。由于工業(yè)圖像捕獲技術(shù)開始運(yùn)用更多波長位于NIR之中的光源，而且生物技術(shù)也在利用該光譜區(qū)域中的有趣現(xiàn)象，因此，新開發(fā)的IBIS5-AE-1300傳感器具有700900nm的NIR靈敏度。在面向消費(fèi)應(yīng)用的圖像捕獲技術(shù)中，另一個(gè)發(fā)展趨勢是繼續(xù)提高分辨率。到2005年年中，70%左右的手機(jī)相機(jī)已具有VGA格式分辨率（640X480像素）；但隨后的2006年，幾百萬像素的傳感器就將占領(lǐng)50%的市場份額，而到2

57、008年，其市場占有率預(yù)計(jì)將進(jìn)一步攀升至90%以上。為此，賽普拉斯開發(fā)了一種用于蜂窩電話的300萬像素圖像傳感器，該產(chǎn)品采用了Autobrite技術(shù)，可進(jìn)行12位模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換，并提供了72dB的寬廣動態(tài)范圍，而目前市面上的10位模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器的動態(tài)范圍僅為60dB。逐行掃描模式中白幀速率高達(dá)30幀/秒，因而可錄制實(shí)況視頻節(jié)目。在工業(yè)和商業(yè)領(lǐng)域中，這種發(fā)展趨勢也很明顯：賽普拉斯已推出一款用于Kodak數(shù)碼相機(jī)的1,300萬像素/35mm圖像傳感器，另外，660萬像素的舊IS4-6600傳感器正在一種面向弱視人群的自動閱讀輔助裝置中證明自己的卓越品質(zhì)一一它可在一幅完整的標(biāo)準(zhǔn)A4頁面上提供出色的

58、分辨率。憑借技術(shù)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)集成由于蜂窩電話、數(shù)碼相機(jī)、MP3播放機(jī)和PDA等傳統(tǒng)分離型功能設(shè)備的加速數(shù)字融合（即成為一部緊湊的消費(fèi)型電子產(chǎn)品），導(dǎo)致人們越來越希望至少具有部分自主性的子系統(tǒng)能夠在一部設(shè)備中提供極為寬泛的功能。這種趨勢還將對專業(yè)測量技術(shù)產(chǎn)生影響：利用包含一個(gè)數(shù)碼相機(jī)、PDA用戶接口和WLAN聯(lián)網(wǎng)能力的便攜式檢驗(yàn)工具，光測試和監(jiān)視的應(yīng)用范圍將得到有效的拓展。作為一種平臺技術(shù)，CMOS符合這一發(fā)展潮流：CCD圖像轉(zhuǎn)換器仍然需要采用外部邏輯電路來實(shí)現(xiàn)控制和模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換功能，而CMOS標(biāo)準(zhǔn)邏輯器件則能夠把傳感器、控制器、轉(zhuǎn)換器和評估邏輯電路等全部集成到一塊芯片之中。一個(gè)典型的例子如專門針對要求苛刻的消費(fèi)應(yīng)用而制作的CYIWCSC1300AA芯片的圖像捕獲電路。它基于130萬