CCD、CMOS傳感器將成為汽車的通用工具

　　采用CMOS傳感器的前視相機之所以是更好的選擇，并不僅僅因為其更快的影像捕捉速度。在高亮度環(huán)境下，對后視攝影鏡頭來說CCD很重要的高的光感應度，將引發(fā)所謂的‘綻放效應’(blooming effects)，其原因是：在傳感器內的單元被讀取前，一個單元內的過多電荷擴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車輛的強光照射或要求它能在強烈的亮-暗反差對比下(如進出隧道時)也可提供詳細的影像。更大的動態(tài)范圍，也為在前視攝影鏡頭中選用CMOS照相機模塊加分。目前的CMOS傳感器的動態(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。

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

圖2：攝影鏡頭模塊必須小巧、堅固、防水。

　　與傳統(tǒng)數字相機或相機手機比，不論采用哪種技術，車用相機模塊的使用都有特殊要求。機械強度和耐高溫性是其中決定性的標準。為滿足歐洲汽車產業(yè)日益成長的要求，夏普未來的模塊可工作在-40℃到150℃的溫度范圍。這些模塊將采用特殊封裝，使相機兼具所需的強韌性和抗?jié)B透性——它們是嵌入在車前部、主動駕駛輔助系統(tǒng)的一項基本要求。這些模塊不僅暴露在車外，還會受到高速行駛時飛奔而來的水滴的高壓擊打。因用于主動駕駛輔助系統(tǒng)的照相機是關乎行車安全的組件，它們還必須能在供電系統(tǒng)暫時斷電時可靠工作。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)的電能儲備，即使(暫時)沒電時，該模塊也能完全正常工作。

　　車用模塊要求非常緊密的建構。汽車制造商的要求是要能以幾乎覺察不到的方式把照相機整合在車輛設計中。例如，在實踐中，這意味著要把照相機模塊嵌放在車的后窗框、車外鏡或保險桿內，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用的最小CCD相機模塊，其尺寸只有28 × 28 × 25.4毫米。隨著車用相機的持續(xù)小型化，CMOS技術將在未來發(fā)揮越來越重要的作用。因CMOS模塊的系統(tǒng)復雜性比CCD模塊的低，所以CMOS模塊可做得比CCD模塊的小得多。

高對比度顯示器明察秋毫

　　分辨率是車用相機模塊的第二個關鍵指標。就整合在目前和下一代車輛儀表盤內的LCD來說，根據制造商和型號的不同，其分辨率是QVGA和WVGA水平。夏普的采用CCD模塊、具有270k分辨率的照相機已能提供可被大多數顯示器顯示的影像信息量。目前市場上的大多數CMOS傳感器也是這種情況。在車用領域，體現顯示器清晰程度的對比度是比分辨率要關鍵得多的指標。2,500:1的對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，因而使來自不同駕駛輔助系統(tǒng)的影像信息在任何時候都清晰可見。此外，諸如半透半反式顯示和1/4λ防反射涂層等技術運用特殊的附帶光相移方法消除了反射，這樣即便在陽光直射條件下，車內顯示器的內容仍清晰可辨。

本文小結

　　因CCD和CMOS攝影鏡頭的不同特點，這兩種技術被認為在汽車領域具有互補性。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態(tài)范圍，所以主要作為主動駕駛輔助系統(tǒng)的‘眼睛’。這兩種類型的相機都必須滿足主要圍繞于耐高溫、機械強度、抗?jié)B透性和緊密建構形態(tài)等方面的高要求。

　　長期看來，CMOS系統(tǒng)將主導汽車相機市場。一旦CMOS傳感器實現了在黑暗環(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。這主要體現在更高的擷取速度、更緊密的設計和更低成本以及其它若干好處上，另外，持續(xù)在車上應用CMOS模塊所促成的更低的整體系統(tǒng)復雜性也對實現這些利益有貢獻。長期看，一個重要的方面是人們期待照相機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，以防范車輛被撬鎖破窗及遭受其它破壞。