攝像機(jī)作為監(jiān)控領(lǐng)域前端設(shè)備的排頭兵，未來(lái)的發(fā)展前景十分廣闊，而作為攝像機(jī)核心部件的芯片，其一舉一動(dòng)都牽動(dòng)著整個(gè)行業(yè)的神經(jīng)。隨著安防行業(yè)的需求越來(lái)越明確，已有越來(lái)越多的芯片廠家開(kāi)始關(guān)注并主動(dòng)去推廣安防這個(gè)潛力巨大的市場(chǎng)，安防芯片市場(chǎng)有望成為繼工業(yè)自動(dòng)化、消費(fèi)電子等領(lǐng)域之后一個(gè)新的利潤(rùn)聚焦點(diǎn)。然而，在中國(guó)這個(gè)全民缺失自主產(chǎn)權(quán)的核心芯片技術(shù)的時(shí)代，安防芯片的國(guó)產(chǎn)化和產(chǎn)業(yè)化同樣成為中國(guó)安防企業(yè)搶占技術(shù)高地的掣肘。

CCD與CMOS技術(shù)

1.CCD技術(shù)

CCD的英文全稱是Charge-coupledDevice，中文全稱是電行耦合元件，通常稱為CCD圖像傳感器。CCD是一種半導(dǎo)體器件，能夠把光學(xué)影像轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)，CCD上植入的微小光敏物質(zhì)稱作像素(Pixel)，一塊CCO上包含的像素?cái)?shù)越多，其提供的畫(huà)面分辨率也就越高。CCD作用就像膠片一樣，但它是把圖像像素轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，CCD上有許多排列整齊的電容，能感應(yīng)光線，并將影像轉(zhuǎn)變成數(shù)字信號(hào)。經(jīng)由外部電路的控制，每個(gè)小電容能將其所帶的電行轉(zhuǎn)給它相鄰的電容。

CCD圖像傳感器可直接將光學(xué)信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬電流信號(hào)，電流信號(hào)經(jīng)過(guò)放大和模數(shù)轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)圖像的獲取.存儲(chǔ)、傳輸.處理和重現(xiàn)，如圖1所示。CCO圖像傳感器具有如下特點(diǎn)：(1)體積小重量輕，(2)功耗小，工作電壓低;抗沖擊與震動(dòng)，性能穩(wěn)定，壽命長(zhǎng);(3)靈敏度高，噪聲低，動(dòng)態(tài)范圍大;(4｝響應(yīng)速度快，有自掃描功能，圖像畸變小，無(wú)殘像;(5)應(yīng)用超大規(guī)模集成電路工藝技術(shù)生產(chǎn)，像素集成度高，尺寸精確，商品化生產(chǎn)成本低。CCD傳感器的特點(diǎn)在于因?yàn)橛兄蟮母泄庠?，而帶?lái)更加強(qiáng)勁的低照度能力。因此，雖然大家在高清中對(duì)于CMOS更加的期待，不過(guò)在一些樓梯間，地下車(chē)場(chǎng)或者夜視監(jiān)控等環(huán)境的工作中，CCD顯然還要比CMOS有著更加出色的發(fā)揮。

CCD從功能上可分為線陣CCD和面陣CCD兩大類。線陣CCD通常將CCD內(nèi)部電極分成數(shù)組，每組稱為一相，并施加同樣的時(shí)鐘脈沖。所需相數(shù)由CCD芯片內(nèi)部結(jié)構(gòu)決定，結(jié)構(gòu)相異的CCD可滿足不同場(chǎng)合的使用要求。線陣CCD有單溝道和雙溝道之分，其光敏區(qū)是MOS電容或光敏二極營(yíng)結(jié)構(gòu)，生產(chǎn)工藝相對(duì)較簡(jiǎn)單。它由光敏區(qū)陣列與移位寄存器掃描電路組成，特點(diǎn)是處理信息速度快，外圍電路簡(jiǎn)單，易實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)控制;但獲取信息量小，不能處理復(fù)雜的圖像。面陣CCD的結(jié)構(gòu)要復(fù)雜得多，它由很多光敏區(qū)排列成一個(gè)方陣，并以一定的形式連接成一個(gè)器件，獲取信息量大，能處理復(fù)雜的圖像。

自CCD問(wèn)世四十年來(lái)，CCD器件及其應(yīng)用技術(shù)的研究取得了驚人的進(jìn)展，特別是在圖像傳感和非接觸測(cè)量領(lǐng)域的發(fā)展更為迅速。隨著CCD技術(shù)和理論的不斷發(fā)展，CCD技術(shù)應(yīng)用的廣度與深度必將越來(lái)越大。CCD是使用一種高感光度的半導(dǎo)體材料集成，它能夠根據(jù)照射在其面上的光纜產(chǎn)生相應(yīng)的電行信號(hào)，在通過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換器芯片轉(zhuǎn)換成“0”或“1”的數(shù)字信號(hào)，這種數(shù)字信號(hào)經(jīng)過(guò)壓縮和程序排列后，可由閃速存儲(chǔ)器或硬盤(pán)卡保存即收光信號(hào)轉(zhuǎn)換成計(jì)算機(jī)能識(shí)別的電子圖像信號(hào)，可對(duì)被測(cè)物體進(jìn)行準(zhǔn)確的測(cè)量、分析。

2、CMOS技術(shù)

CMOS(CompementaryMetalOxideSemiconductor)指互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體，是電壓控制的一種放大器件，是組成CMOS數(shù)字集成電路的基本單元。在數(shù)字影像領(lǐng)域，CMOS作為一種低成本的感光元件技術(shù)被發(fā)展出來(lái)，市面上常見(jiàn)的數(shù)碼產(chǎn)品，其感光元件主要就是CCD或者CMOS，尤其是低端攝像頭產(chǎn)品，而通常高端攝像頭都是CCD感光元件。

CMOS制造工藝被應(yīng)用于制作數(shù)碼影像器材的感光元件，是將純粹邏輯運(yùn)算的功能轉(zhuǎn)變成接收外界光線后轉(zhuǎn)化為電能，再造過(guò)芯片上的模一數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)將獲得的影像訊號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號(hào)輸出。CMOS與CCD主要有以下不同：

(1)成像過(guò)程

CCD與CMOS圖像傳感器光電轉(zhuǎn)換的原理相同，他們最主要的差別在于信號(hào)的讀出過(guò)程不同;由于CCD僅有一個(gè)(或少數(shù)幾個(gè))輸出節(jié)點(diǎn)統(tǒng)一讀出，其信號(hào)輸