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摘要：  隨著視頻監(jiān)控行業(yè)對(duì)圖像的要求朝著高品質(zhì)、高幀率、高動(dòng)態(tài)、低照度的方向邁進(jìn)，以CCD傳感器為載體的高清攝像機(jī)在成本、分辨率等壓力下很難突破以上的技術(shù)瓶頸，使得CMOS傳感器技術(shù)的發(fā)展得以填補(bǔ)這一空間，從而越來(lái)越成為安防行業(yè)高清視頻圖像、高成像速度應(yīng)用的主流圖像傳感器技術(shù)。

關(guān)鍵字：  傳感器，圖像傳感器，監(jiān)控

隨著視頻監(jiān)控行業(yè)對(duì)圖像的要求朝著高品質(zhì)、高幀率、高動(dòng)態(tài)、低照度的方向邁進(jìn)，以CCD傳感器為載體的高清攝像機(jī)在成本、分辨率等壓力下很難突破以上的技術(shù)瓶頸，使得CMOS傳感器技術(shù)的發(fā)展得以填補(bǔ)這一空間，從而越來(lái)越成為安防行業(yè)高清視頻圖像、高成像速度應(yīng)用的主流圖像傳感器技術(shù)。近來(lái)，圖像傳感器市場(chǎng)再現(xiàn)增長(zhǎng)，傳感器應(yīng)用再次凸顯監(jiān)控領(lǐng)域。

圖像傳感器市場(chǎng)再現(xiàn)增長(zhǎng)

10年以前拍照手機(jī)盛行，加上便攜筆記本電腦和個(gè)人電腦監(jiān)視器配置嵌入式數(shù)碼相機(jī)，促使CMOS圖像傳感器銷售獲得巨大增長(zhǎng)，2006年登頂，達(dá)45億美元。但隨后產(chǎn)品市場(chǎng)走向成熟，制造商激增，圖像傳感器特別是用于拍照手機(jī)的產(chǎn)品供過(guò)于求而陷入困境，增速不穩(wěn)，起伏不定，直至2011年才重新走上增長(zhǎng)的道路。

當(dāng)年即比2010年(45億美元)大幅增長(zhǎng)了29%而達(dá)58億美元，市調(diào)公司ICInsights最近預(yù)測(cè)，2012年將續(xù)增8%，達(dá)63億美元，并在配置照相機(jī)的移動(dòng)設(shè)備，諸如觸摸屏智能手機(jī)、平板電腦以及汽車、醫(yī)療設(shè)備和安全網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等的嵌入式數(shù)字圖像應(yīng)用的新一波牽引下，預(yù)期到2016年CMOS圖像傳感器市場(chǎng)將年年增長(zhǎng)，屆時(shí)將達(dá)108.8億美元，2011～2016年5年間的年均增長(zhǎng)率高達(dá)13.4%，相比于2006～2011年間的5%不可同日而語(yǔ)。

到2016年以前，拍照手機(jī)盡管增速放緩，但仍是圖像傳感器的最大應(yīng)用產(chǎn)品，屆時(shí)將獨(dú)占半壁江山，占全體市場(chǎng)的50%，其間增速最快的則是汽車用圖像傳感器，2016年銷售值可達(dá)18億美元，占全體市場(chǎng)的17%，獨(dú)立數(shù)碼相機(jī)和攝像機(jī)應(yīng)用的CMOS傳感器因其不斷取代耦合器件圖像傳感器而特具增長(zhǎng)潛力，相反，改進(jìn)后的拍照手機(jī)的市場(chǎng)規(guī)模卻將相應(yīng)減少。

5年前當(dāng)傳感器市場(chǎng)成長(zhǎng)停滯時(shí)，若干制造商曾決定關(guān)門或出售他們的業(yè)務(wù)，但在新應(yīng)用驅(qū)動(dòng)新的增長(zhǎng)后，競(jìng)爭(zhēng)加劇，供應(yīng)廠商又一次出現(xiàn)增多?，F(xiàn)在世界最大的廠商依次是Omnivision，三星，Sony，ST，東芝，Aptina等，不管是自生產(chǎn)還是請(qǐng)人代工，大多已在應(yīng)用300mm晶圓。

圖像傳感器漸成監(jiān)控主流技術(shù)

在目前的監(jiān)控用高清攝像機(jī)產(chǎn)品中，以130萬(wàn)和200萬(wàn)像素為主，且200萬(wàn)及以下像素的產(chǎn)品在傳感器方面以CCD、CMOS平分秋色，200萬(wàn)像素以上的產(chǎn)品則主要以CMOS為主，但總體而言，高清攝像機(jī)在低照度、寬動(dòng)態(tài)方面的表現(xiàn)仍有待提高。

CMOS傳感器技術(shù)的主要優(yōu)勢(shì)是：價(jià)格低廉，制造工藝簡(jiǎn)單，功耗低。同時(shí)，經(jīng)過(guò)近幾年的發(fā)展，CMOS傳感器在成像晶元技術(shù)以及成像工藝上取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步。其中，成像晶元技術(shù)從早期3T技術(shù)，經(jīng)歷4T、5T、6T、7T，一直到最新的8T技術(shù)，使得CMOS的成像技術(shù)逐步走向成熟應(yīng)用，這一技術(shù)的應(yīng)用在很大程度上規(guī)避了CMOS的缺點(diǎn)，而優(yōu)點(diǎn)也得到了很大的增強(qiáng)。此外，CMOS Sensor技術(shù)在行業(yè)應(yīng)用方面也取得了很好的適應(yīng)性(如ITS/安防的高速抓拍、Anti-Blooming、Anti-Smear等等)。而CMOS Sensor的半導(dǎo)體工藝使低成本、高清晰度、大畫面的成像效果成為可能。

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目前，市場(chǎng)上專業(yè)供應(yīng)安防監(jiān)控用CMOS傳感器芯片的供應(yīng)廠商包括：索尼、Aptina，以及臺(tái)灣凌云光電子等。今年四月，CMOS成像解決方案提供商Aptina宣布推出AR0130CS圖像傳感器，這款1/3英寸的光學(xué)格式高清(720p/60fps)傳感器可通過(guò)其3.75微米的近紅外(NIR)探測(cè)像素提供主流監(jiān)控?cái)z像機(jī)一流的弱光(0Lux)性能。在此之前，Aptina還推出了寬動(dòng)態(tài)范圍(WDR)COMS解決方案，如AR0331SR(1080p/60fps)和MT9M034(720p/60fps)，以及標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)態(tài)范圍的AR0330CS(1080p/60fps)。

另外，值得注意的是，松下最近也推出了面向便攜式數(shù)碼相機(jī)和網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)產(chǎn)品的1/3.06“1340萬(wàn)像素SmartFSI圖像傳感器MN34130PL，該傳感器預(yù)計(jì)于今年12月開始量產(chǎn)。這款新型MOS圖像傳感器成功地在小尺寸像素(1.12×1.12m)上使用了大而深的高感光度光電二極管形成技術(shù)，像素面積縮小了71%，信噪比比現(xiàn)有產(chǎn)品提高了3.2倍，即使在暗處也可明亮如實(shí)地再現(xiàn)拍攝物體顏色。

關(guān)鍵技術(shù)不容忽視

高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)通常區(qū)分規(guī)格根據(jù)決議，如常見(jiàn)的百萬(wàn)像素高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)，即1280x720高清分辨率，1.3像素(1280x960)，2百萬(wàn)像素(1920×1080全高清)，3.2(2048x1536像素)和即使是5百萬(wàn)像素，8像素和10像素?cái)z像頭。此外，在實(shí)際應(yīng)用中，根據(jù)不同環(huán)境的需求，對(duì)產(chǎn)品特性的要求也相差很多，所以除了分類與分辨率，人們也把他們的主要特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，如WDR攝像機(jī)，低照度攝像機(jī)，智能視頻分析攝像機(jī)等。

作為一種相機(jī)，高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)必須的關(guān)鍵技術(shù)，如傳感器。傳感器，光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的前端，是關(guān)鍵技術(shù)，將圖像質(zhì)量的影響。該傳感器在高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)，應(yīng)用的具體要求，例如，為了滿足數(shù)據(jù)處理能力的高清圖像，滿足高清大幅面圖像需要大靶面需要量大，帶來(lái)的成本壓力和技術(shù)的高清攝像頭傳感器技術(shù)的挑戰(zhàn)。

有兩種類型：傳感器CCD和CMOS。一般出現(xiàn)在模擬攝像機(jī)，CCD，但在高清時(shí)代，很難。對(duì)于1080p的產(chǎn)品，他們幾乎都使用CMOS。因?yàn)榇蠖鄶?shù)高清攝像機(jī)采用CMOS是非常簡(jiǎn)單的CMOS已經(jīng)在大量數(shù)據(jù)處理的絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，與CCD實(shí)現(xiàn)高清增加很多成本，而且，CMOS技術(shù)的提高，近幾年的跨越式發(fā)展。早期的有限的問(wèn)題如低照度和WDR已經(jīng)解決了。CMOS固有的成本優(yōu)勢(shì)使其占據(jù)高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)領(lǐng)域的主流地位。