目前，想找一款沒(méi)有內(nèi)置攝像頭的手機(jī)并不是件容易事，因?yàn)榇蠖鄶?shù)手機(jī)都備有100萬(wàn)到500萬(wàn)像素的攝像頭。最近幾年，基于CMOS技術(shù)的圖像傳感器已成為手機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)配置。例如，三星SCH-V960就內(nèi)置了一個(gè)200萬(wàn)像素，支持?jǐn)?shù)碼變焦和視頻錄像功能的攝像頭。

CMOS傳感器特點(diǎn)

CMOS傳感器基于CMOC集成電路技術(shù)，在分辨率為VGA到800萬(wàn)像素的成像器件中，比電荷耦合器件（CCD）傳感器具有更高的成本和性能優(yōu)勢(shì)。

CMOS傳感器中的每個(gè)像素都有各自的電荷到電壓轉(zhuǎn)換過(guò)程。傳感器通常包含放大器、噪聲校正和數(shù)字化電路，這樣芯片輸出的就是數(shù)字信號(hào)。這些額外的功能將增加設(shè)計(jì)的復(fù)雜性，并可能減少可用于光捕獲的面積。由于每個(gè)像素都進(jìn)行各自的轉(zhuǎn)換，像素與像素之間的一致性比較差。但由于可以采用主流的CMOS制造工藝擴(kuò)展性能，以及圖像處理器和模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）等更強(qiáng)的集成邏輯功能，因此比較容易實(shí)現(xiàn)一套完整的“片上相機(jī)”解決方案，非常適合手機(jī)應(yīng)用。

目前，CMOS傳感器的像素尺寸已經(jīng)減小到每邊小于3μm，設(shè)計(jì)工程師可以在與上一代VGA傳感器相同的芯片面積上，設(shè)計(jì)出更小的VGA分辨率傳感器或具有數(shù)百萬(wàn)像素的傳感器。

CMOS傳感器市場(chǎng)

據(jù)iSuppli公司稱，移動(dòng)電話作為面向圖像傳感器的單一最大市場(chǎng)已超過(guò)整個(gè)消費(fèi)電子領(lǐng)域，成為電荷耦合器件（CCD）和CMOS圖像傳感器的主要應(yīng)用。用于移動(dòng)電話的傳感器出貨帶來(lái)的收入將從2005年的17億美元上升到2010年的59億美元，復(fù)合年增長(zhǎng)率（CAGR）為27.4%。在2005年，用于包括數(shù)碼像機(jī)在內(nèi)的所有其它非移動(dòng)電話應(yīng)用的圖像傳感器銷量為1.99億臺(tái)；到2010年，這一差異更甚，有近12億傳感器用于手機(jī)，而用于其它應(yīng)用的則不到3.5億臺(tái)。

目前，柯達(dá)（Eastman Kodak）、美光（Micron Technology）和OmniVision Technology公司是500萬(wàn)像素傳感器的主要提供商，300萬(wàn)和低于300萬(wàn)像素分辨率的傳感器市場(chǎng)中已有越來(lái)越多的競(jìng)爭(zhēng)者。賽普拉斯（Cypress）、柯達(dá)、Magnachip、美光、OmniVision和東芝公司正在300像素傳感器上展開激烈競(jìng)爭(zhēng)。Avago Technologies、夏普和意法半導(dǎo)體公司也現(xiàn)身在200萬(wàn)和低于200萬(wàn)像素的傳感器市場(chǎng)中。

CMOS圖像傳感器目前朝兩個(gè)方向發(fā)展。一種方向是設(shè)計(jì)基本傳感器，盡量減少片上邏輯。另一種方向是創(chuàng)建高度集成的“片上相機(jī)”解決方案，在方案中集成JPEG圖像處理器、自動(dòng)聚焦控制、閃光門控及其它圖像與視頻支持功能，這些技術(shù)能夠幫助手機(jī)設(shè)計(jì)工程師更好地匹配其電話架構(gòu)與成像子系統(tǒng)。

2006年初，研究機(jī)構(gòu)Korea Electronics Technology Institute（KETI）公布了在人的肉眼難以識(shí)別的1lux以下黑暗中，也可以拍攝出高畫質(zhì)照片和動(dòng)態(tài)影像的“納米圖像感應(yīng)器商業(yè)化芯片single carrier modulation photo detector，SMPD）”。據(jù)稱這種高靈敏度納米圖像傳感器可在劇場(chǎng)、隧道等黑暗場(chǎng)所不借助閃光燈，拍攝出鮮明照片和動(dòng)態(tài)影像。這種高靈敏度納米圖像傳感器是與人眼的視網(wǎng)膜細(xì)胞具有相同功能的電子感應(yīng)產(chǎn)品。點(diǎn)燃一支蠟燭，在相隔一公尺的地方照明度在1lux以下，而利用這項(xiàng)新技術(shù)，在這樣的黑暗中也可以拍攝出鮮明的圖像。該納米圖像傳感器采用以納米構(gòu)造加工而成的半導(dǎo)體材料與超低程度的光進(jìn)行反應(yīng)，發(fā)出高靈敏度影像信號(hào)，工作具體原理是“利用量子作用、以一個(gè)光子制造出數(shù)千個(gè)電子，因而產(chǎn)生出鮮明的圖像信號(hào)”。

手機(jī)用CMOS傳感器

（1）柯達(dá)公司KAC-3100和KAC-5000
柯達(dá)公司的圖像傳感器KAC-3100是一個(gè)帶有專為手機(jī)設(shè)計(jì)的310萬(wàn)像素的1/2.7吋光學(xué)格式CMOS傳感器，KAC-5000有一個(gè)1/1.8吋光學(xué)格式和500像素的數(shù)碼攝像頭和數(shù)字視頻。這兩款傳感器都采用了2.7×2.7μm像素尺寸和柯達(dá)的Pixelux技術(shù)，這項(xiàng)技術(shù)包括光電二極管、四晶體管像素和一個(gè)低光條件下高靈敏度共享像素架構(gòu)的應(yīng)用。通過(guò)光電二極管的返射背景，從而減少了黑像素。關(guān)聯(lián)復(fù)式設(shè)計(jì)的傳感器除掉了熱量產(chǎn)生的噪音，這就提高了光譜靈敏度，同時(shí)具有四個(gè)晶體管共享像素（4T4S）架構(gòu)，可以組合起來(lái)顯示更大的像素，可以在光線不太好的情況下也能捕獲圖像的細(xì)節(jié)部分。然而，該設(shè)計(jì)對(duì)減小了圖像的分辨率。

（2）美光科技MT9D111片上系統(tǒng)傳感器

美光科技（Micron Technology）的200萬(wàn)像素片上系統(tǒng)傳感器MT9D111在1600×1200滿分辨率下15幀/秒（fps），在800×600分辨率下為30幀/秒，集成的微控制器提高了調(diào)節(jié)色彩的能力，增強(qiáng)了圖像處理的功能，集成自動(dòng)對(duì)焦，JPEG編碼節(jié)省了系統(tǒng)空間。

（3）OmniVision公司OV3630傳感器

OmniVision的OV3630傳感器采用被OmniVision公司稱為Omnipixel12的專有像素結(jié)構(gòu)，可以消除固定模式噪聲，并能顯著減少拖尾效應(yīng)和過(guò)度曝光現(xiàn)像。PS1320則集成了一個(gè)片上圖像信號(hào)處理器，能讓用戶對(duì)各種窗口和幀速率進(jìn)行編程、處理視頻預(yù)覽模式并執(zhí)行黑色補(bǔ)償。

（4）Pixelplus公司PO1200N

Pixelplus公司推出的PO1200N 200萬(wàn)像素圖像傳感器采用了3.3×3.3μm像素尺寸和1/2.7吋1600×1200有效像素，包括色彩過(guò)濾器和鏡頭。它可以輸出在QXGA時(shí)最大幀速率高達(dá)12fps，SVGA時(shí)達(dá)到30fps。板載與眾不同的特征是四道驅(qū)動(dòng)，控制快門/擋板、虹膜，并有自動(dòng)聚焦功能。

由于采用最優(yōu)算法，消除了固定格式的噪聲，去除了拖尾效應(yīng)，并大大減少了閃爍。板載信號(hào)處理包括：Gamma校正，缺陷校正，圖像校正、低通濾波，瑕疵校正，一個(gè)低通濾波器、色彩校正和銳化，白平衡、暴光控制和背光代償。
 
（5）安華高ADCC-4050圖像傳感器

安華高科技（Avago Technologies）2006年5月推出一款1/4吋光學(xué)格式、200萬(wàn)像素的CMOS圖像傳感器ADCC-4050。該傳感器可使超薄型攝像手機(jī)具有自動(dòng)變焦功能，每秒擷取高達(dá)30幀的高分辨率視頻圖像（800×600像素），同時(shí)可以輸出與數(shù)碼相機(jī)相同畫質(zhì)的圖像。ADCC-4050采用了安華高科技的增強(qiáng)型（EP, enhanced-performance）像素架構(gòu)和第八代圖像信號(hào)傳輸處理技術(shù)，改善了圖像輸出延遲的現(xiàn)像。

據(jù)稱，增強(qiáng)型（EP）像素架構(gòu)可以降低暗電流和噪聲，并且消除鏡頭陰影的影響，可與CCD傳感器相抗衡，在弱光下實(shí)現(xiàn)突破性的CMOS傳感器的性能。它的3D像素e-field銳化度提升功能可使每個(gè)像素對(duì)光的敏感度都非常高。ADCC-4050通過(guò)功能強(qiáng)大的8×8像素群組來(lái)提高靈敏度，是少數(shù)能夠放入目前業(yè)內(nèi)最小且最薄攝像模塊（8mm×8mm×5mm）的200萬(wàn)像素傳感器之一。這款傳感器內(nèi)置的圖像處理和JPEG壓縮功能可以免除占用額外空間并且耗電的外加芯片，同時(shí)還能降低系統(tǒng)處理的負(fù)擔(dān)、簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)復(fù)雜度、加快產(chǎn)品投入市場(chǎng)的周期。

ADCC-4050傳感器在UXGA分辨率為1600×1200像素時(shí)，每秒可擷取15幀圖像；而在800×600像素的SVGA模式下每秒則可擷取30幀圖像。這款圖像傳感器具有多項(xiàng)與數(shù)碼相機(jī)和攝像機(jī)相同的圖像處理功能，包括可以實(shí)現(xiàn)更好畫質(zhì)的第八代可調(diào)節(jié)壓縮功能的JPEG輸出、自動(dòng)產(chǎn)生縮略圖和更快的重新加載速度以避免丟失畫面等。同時(shí)，它還具有快速自動(dòng)對(duì)焦、雙閃光燈支持、快門滯后修正以及采用第二代仿真照明的先進(jìn)的自動(dòng)照明探測(cè)功能。此外，這款芯片擴(kuò)展了的新動(dòng)態(tài)范圍體現(xiàn)了卓越的對(duì)比能力；而其創(chuàng)新的專有曝光控制技術(shù)則可以在不增加噪聲線性度或弱化色彩的前提下，利用調(diào)整相片亮度來(lái)解決目前相機(jī)共同面對(duì)的難題。