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

關鍵字：  傳感器，圖像傳感器，監(jiān)控

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

圖像傳感器市場再現(xiàn)增長

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

當年即比2010年(45億美元)大幅增長了29%而達58億美元，市調(diào)公司ICInsights最近預測，2012年將續(xù)增8%，達63億美元，并在配置照相機的移動設備，諸如觸摸屏智能手機、平板電腦以及汽車、醫(yī)療設備和安全網(wǎng)絡設備等的嵌入式數(shù)字圖像應用的新一波牽引下，預期到2016年CMOS圖像傳感器市場將年年增長，屆時將達108.8億美元，2011～2016年5年間的年均增長率高達13.4%，相比于2006～2011年間的5%不可同日而語。

到2016年以前，拍照手機盡管增速放緩，但仍是圖像傳感器的最大應用產(chǎn)品，屆時將獨占半壁江山，占全體市場的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18億美元，占全體市場的17%，獨立數(shù)碼相機和攝像機應用的CMOS傳感器因其不斷取代耦合器件圖像傳感器而特具增長潛力，相反，改進后的拍照手機的市場規(guī)模卻將相應減少。

5年前當傳感器市場成長停滯時，若干制造商曾決定關門或出售他們的業(yè)務，但在新應用驅(qū)動新的增長后，競爭加劇，供應廠商又一次出現(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)還是請人代工，大多已在應用300mm晶圓。

圖像傳感器漸成監(jiān)控主流技術

在目前的監(jiān)控用高清攝像機產(chǎn)品中，以130萬和200萬像素為主，且200萬及以下像素的產(chǎn)品在傳感器方面以CCD、CMOS平分秋色，200萬像素以上的產(chǎn)品則主要以CMOS為主，但總體而言，高清攝像機在低照度、寬動態(tài)方面的表現(xiàn)仍有待提高。

CMOS傳感器技術的主要優(yōu)勢是：價格低廉，制造工藝簡單，功耗低。同時，經(jīng)過近幾年的發(fā)展，CMOS傳感器在成像晶元技術以及成像工藝上取得了長足的進步。其中，成像晶元技術從早期3T技術，經(jīng)歷4T、5T、6T、7T，一直到最新的8T技術，使得CMOS的成像技術逐步走向成熟應用，這一技術的應用在很大程度上規(guī)避了CMOS的缺點，而優(yōu)點也得到了很大的增強。此外，CMOS Sensor技術在行業(yè)應用方面也取得了很好的適應性(如ITS/安防的高速抓拍、Anti-Blooming、Anti-Smear等等)。而CMOS Sensor的半導體工藝使低成本、高清晰度、大畫面的成像效果成為可能。

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目前，市場上專業(yè)供應安防監(jiān)控用CMOS傳感器芯片的供應廠商包括：索尼、Aptina，以及臺灣凌云光電子等。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英寸的光學格式高清(720p/60fps)傳感器可通過其3.75微米的近紅外(NIR)探測像素提供主流監(jiān)控攝像機一流的弱光(0Lux)性能。在此之前，Aptina還推出了寬動態(tài)范圍(WDR)COMS解決方案，如AR0331SR(1080p/60fps)和MT9M034(720p/60fps)，以及標準動態(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)碼相機和網(wǎng)絡攝像機產(chǎn)品的1/3.06“1340萬像素SmartFSI圖像傳感器MN34130PL，該傳感器預計于今年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，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地再現(xiàn)拍攝物體顏色。

關鍵技術不容忽視

高清網(wǎng)絡攝像機通常區(qū)分規(guī)格根據(jù)決議，如常見的百萬像素高清網(wǎng)絡攝像機，即1280x720高清分辨率，1.3像素(1280x960)，2百萬像素(1920×1080全高清)，3.2(2048x1536像素)和即使是5百萬像素，8像素和10像素攝像頭。此外，在實際應用中，根據(jù)不同環(huán)境的需求，對產(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的基礎上，如WDR攝像機，低照度攝像機，智能視頻分析攝像機等。

作為一種相機，高清網(wǎng)絡攝像機必須的關鍵技術，如傳感器。傳感器，光信號轉換成電信號的前端，是關鍵技術，將圖像質(zhì)量的影響。該傳感器在高清網(wǎng)絡攝像機，應用的具體要求，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，帶來的成本壓力和技術的高清攝像頭傳感器技術的挑戰(zhàn)。

有兩種類型：傳感器CCD和CMOS。一般出現(xiàn)在模擬攝像機，CCD，但在高清時代，很難。對于1080p的產(chǎn)品，他們幾乎都使用CMOS。因為大多數(shù)高清攝像機采用CMOS是非常簡單的CMOS已經(jīng)在大量數(shù)據(jù)處理的絕對優(yōu)勢，與CCD實現(xiàn)高清增加很多成本，而且，CMOS技術的提高，近幾年的跨越式發(fā)展。早期的有限的問題如低照度和WDR已經(jīng)解決了。CMOS固有的成本優(yōu)勢使其占據(jù)高清網(wǎng)絡攝像機領域的主流地位。