CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)是指制造大规模集成电路芯片用的一种技术或用这种技术制造出来的芯片。随着CMOS工艺技术的不断改进,新一代图像系统的开发研制得到了极大的发展,其生产成本也得到大大的降低。CMOS传感器的应用范围也越来越广泛,包括相机、摄像头等应用场景。

cmos主要特点(CMOS应用的发展)(1)

时至今日,因为工艺原因,都叫做CMOS,在那些旨在提高生产率、质量和生产工艺的自动化解决方案中,它至今起着至关重要的作用。相对于其他逻辑系列,CMOS逻辑电路具有以下优点:

1、允许的电源电压范围宽,方便电源电路的设计。

2、逻辑摆幅大,使电路抗干扰能力强。

3、静态功耗低,在获得相同像素数的情况下,价格更低,具有很高性价比,可以不断朝更高像素、更高分辨率发展。

cmos主要特点(CMOS应用的发展)(2)

早期的CMOS元件虽然其功率消耗比常见的晶体管-晶体管逻辑电路(Transistor-to-Transistor Logic, TTL)要来得低,但是由于操纵速度较慢的缘故,所以大多数CMOS的应用场合都和降低功耗、延长电池使用时间有关。不过经过长期的研究与改良,CMOS元件在使用面积、操纵速度、耗损功率等方面都有极大的提高。

cmos主要特点(CMOS应用的发展)(3)

随着计算机技术的发展,有些最新的CMOS制程甚至已经出现低于1伏特的操纵电压,这些改变不但让CMOS芯片更进一步降低功率消耗,也让元件的性能越来越好.

在2000年以前,制造技术较接近一般计算机芯片的CMOS,虽然具备有体积小、成本低等优势,但在处理快速变化的影像时,容易因电流变化过于频繁而易产生过热现象,使得噪声难以抑制。因此,过去采用CMOS的工业级别相机,多为影像画质不佳的中低端工业产品,高画素的高阶相机则由画质见长的CCD相片独占。

cmos主要特点(CMOS应用的发展)(4)

随着CMOS缺点逐渐获得解决,CMOS影像传感器的高阶产品不断问世,正式宣告CMOS时代来临。加上相机越往高画素发展,CCD将出现画素间距太小、不利影像质量的问题,使得感光元件供应商投入更多的人力物力改善优化CMOS技术,积极推出适用于高阶消费的CMOS产品。

cmos主要特点(CMOS应用的发展)(5)

从消费级别的相机发展来看,中低端消费数码相机市场逐步萎缩,单电/微单数码相机市场更趋完善,而单反数码相机市场需求将持续增长。

数码相机的高清摄像功能将会更加完善,提高单个像素的成像质量,提高感光度,减小像差,减小体积和质量,产品更加好用、易用,更加具有人性化和亲和力,生产成本更低。

cmos主要特点(CMOS应用的发展)(6)

如今的CMOS图像传感器除了具备主流数码相机所需的高性能、更低功耗、更快的连续静止图像捕捉,以及全高清视频捕捉功能之外,还能够提供具备更小像素尺寸、更大填充因数、更少的滚动快门杂音,更低的噪声等优点。因此CMOS图像传感器脱颖而出,成为吸引力日益增强的CCD传感器替代产品。

cmos主要特点(CMOS应用的发展)(7)

从目前工业相机领域的生产来看,CMOS也在逐渐增多。从出货来看,工业相机中的500万像素级的CMOS出货量大,因为500万像素级,CMOS工业相机的价格可能不到CCD的1/3。

CMOS目前朝着小型化、轻量化、廉价化,并提高图像质量、增加操作功能的方向发展,而CMOS稳定性的提高,更容易适用于更恶劣的使用环境。所以CMOS技术的发展,其画质、高速和低成本将使CMOS逐渐取代传统CCD芯片。因此我们可以预估,CMOS工业相机,将会成为工业相机中的另一位主角。

cmos主要特点(CMOS应用的发展)(8)

发展:

1、CCD传感器的衰退之势难以挽回,CMOS将在未来几年保持优势地位。

2、手机、电视会议、网络视频监控、汽车系统、数码相机、工业领域等CMOS应用在逐步的增长。

3、背面照射(BSI)技术是sensor技术的一项突破进展,让CMOS技术优势领先于CCD。目前BSI技术受到高端产品的欢迎、但是新一代CMOS芯片具有更大的频谱宽度、更高的灵敏度、更低的图像噪声和更小的外形尺寸,同时先进的制造工艺还实现了更低的成本。

4、图像处理技术的提升,集成在CMOS的ISP性能将随着半导体工艺和处理器性能的提升而提升。

5、低照度技术和高动态范围技术将完善,并大范围配套,CMOS静态像素常用将在500万和1600万之间。

cmos主要特点(CMOS应用的发展)(9)

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