CCD、CMOS傳感器將成為汽車的通用工具

　　采用CMOS傳感器的前視相機(jī)之所以是更好的選擇，并不僅僅因?yàn)槠涓斓挠跋癫蹲剿俣?。在高亮度環(huán)境下，對(duì)后視攝影鏡頭來(lái)說(shuō)CCD很重要的高的光感應(yīng)度，將引發(fā)所謂的‘綻放效應(yīng)’(blooming effects)，其原因是：在傳感器內(nèi)的單元被讀取前，一個(gè)單元內(nèi)的過(guò)多電荷擴(kuò)散到周圍的其它單元因而損壞了影像。前視攝影鏡頭往往受到迎面而來(lái)車輛的強(qiáng)光照射或要求它能在強(qiáng)烈的亮-暗反差對(duì)比下(如進(jìn)出隧道時(shí))也可提供詳細(xì)的影像。更大的動(dòng)態(tài)范圍，也為在前視攝影鏡頭中選用CMOS照相機(jī)模塊加分。目前的CMOS傳感器的動(dòng)態(tài)范圍大約在60到90db，人眼能夠觀察到105db，夏普努力使其新一代CMOS模塊盡可能地接近這一基準(zhǔn)。

　　CMOS傳感器還具有數(shù)字圖像處理方面的優(yōu)勢(shì)。CCD傳感器通常提供模擬TSC/PAL信號(hào)，也許必須采用額外的AD轉(zhuǎn)換器對(duì)其進(jìn)行轉(zhuǎn)換、或是CCD傳感器要與帶數(shù)字影像輸出的逐行掃描方法一起工作。無(wú)論哪種方式，讓采用CCD的照相機(jī)提供數(shù)字影像信號(hào)都顯著增加了系統(tǒng)復(fù)雜性；而CMOS傳感器可直接提供LVDS或數(shù)字輸出信號(hào)，主動(dòng)駕駛輔助系統(tǒng)內(nèi)的各組成部份可直接、無(wú)延遲地處理這些信號(hào)。

圖2：攝影鏡頭模塊必須小巧、堅(jiān)固、防水。

　　與傳統(tǒng)數(shù)字相機(jī)或相機(jī)手機(jī)比，不論采用哪種技術(shù)，車用相機(jī)模塊的使用都有特殊要求。機(jī)械強(qiáng)度和耐高溫性是其中決定性的標(biāo)準(zhǔn)。為滿足歐洲汽車產(chǎn)業(yè)日益成長(zhǎng)的要求，夏普未來(lái)的模塊可工作在-40℃到150℃的溫度范圍。這些模塊將采用特殊封裝，使相機(jī)兼具所需的強(qiáng)韌性和抗?jié)B透性——它們是嵌入在車前部、主動(dòng)駕駛輔助系統(tǒng)的一項(xiàng)基本要求。這些模塊不僅暴露在車外，還會(huì)受到高速行駛時(shí)飛奔而來(lái)的水滴的高壓擊打。因用于主動(dòng)駕駛輔助系統(tǒng)的照相機(jī)是關(guān)乎行車安全的組件，它們還必須能在供電系統(tǒng)暫時(shí)斷電時(shí)可靠工作。雖然一般用于后視攝影鏡頭，夏普的CCD模塊還具有一到兩分鐘(取決于車載電壓)的電能儲(chǔ)備，即使(暫時(shí))沒(méi)電時(shí)，該模塊也能完全正常工作。

　　車用模塊要求非常緊密的建構(gòu)。汽車制造商的要求是要能以幾乎覺(jué)察不到的方式把照相機(jī)整合在車輛設(shè)計(jì)中。例如，在實(shí)踐中，這意味著要把照相機(jī)模塊嵌放在車的后窗框、車外鏡或保險(xiǎn)桿內(nèi)，CCD或CMOS模塊越緊密、這種整合就越雅致。夏普目前擁有用于汽車應(yīng)用的最小CCD相機(jī)模塊，其尺寸只有28 × 28 × 25.4毫米。隨著車用相機(jī)的持續(xù)小型化，CMOS技術(shù)將在未來(lái)發(fā)揮越來(lái)越重要的作用。因CMOS模塊的系統(tǒng)復(fù)雜性比CCD模塊的低，所以CMOS模塊可做得比CCD模塊的小得多。

高對(duì)比度顯示器明察秋毫

　　分辨率是車用相機(jī)模塊的第二個(gè)關(guān)鍵指標(biāo)。就整合在目前和下一代車輛儀表盤(pán)內(nèi)的LCD來(lái)說(shuō)，根據(jù)制造商和型號(hào)的不同，其分辨率是QVGA和WVGA水平。夏普的采用CCD模塊、具有270k分辨率的照相機(jī)已能提供可被大多數(shù)顯示器顯示的影像信息量。目前市場(chǎng)上的大多數(shù)CMOS傳感器也是這種情況。在車用領(lǐng)域，體現(xiàn)顯示器清晰程度的對(duì)比度是比分辨率要關(guān)鍵得多的指標(biāo)。2,500:1的對(duì)比度確保了車用顯示器即便在惡劣光照條件下也具有最佳分辨率，因而使來(lái)自不同駕駛輔助系統(tǒng)的影像信息在任何時(shí)候都清晰可見(jiàn)。此外，諸如半透半反式顯示和1/4λ防反射涂層等技術(shù)運(yùn)用特殊的附帶光相移方法消除了反射，這樣即便在陽(yáng)光直射條件下，車內(nèi)顯示器的內(nèi)容仍清晰可辨。

本文小結(jié)

　　因CCD和CMOS攝影鏡頭的不同特點(diǎn)，這兩種技術(shù)被認(rèn)為在汽車領(lǐng)域具有互補(bǔ)性。CCD模塊具有更高的靈敏度，因而主要作為后視攝影鏡頭；CMOS攝影鏡頭，因其高影像捕捉速率和更大的動(dòng)態(tài)范圍，所以主要作為主動(dòng)駕駛輔助系統(tǒng)的‘眼睛’。這兩種類型的相機(jī)都必須滿足主要圍繞于耐高溫、機(jī)械強(qiáng)度、抗?jié)B透性和緊密建構(gòu)形態(tài)等方面的高要求。

　　長(zhǎng)期看來(lái)，CMOS系統(tǒng)將主導(dǎo)汽車相機(jī)市場(chǎng)。一旦CMOS傳感器實(shí)現(xiàn)了在黑暗環(huán)境中、特別是為后視攝影鏡頭所必須的影像性能，它們就還將提供其它好處。這主要體現(xiàn)在更高的擷取速度、更緊密的設(shè)計(jì)和更低成本以及其它若干好處上，另外，持續(xù)在車上應(yīng)用CMOS模塊所促成的更低的整體系統(tǒng)復(fù)雜性也對(duì)實(shí)現(xiàn)這些利益有貢獻(xiàn)。長(zhǎng)期看，一個(gè)重要的方面是人們期待照相機(jī)不僅是用于駕駛輔助系統(tǒng)的傳感器，它還能完成其它功用；例如，作為停放車輛的監(jiān)控相機(jī)，以防范車輛被撬鎖破窗及遭受其它破壞。