数码相机的工作原理

2-(3) 未来CMOS Sensor的发展趋势
低阶数码相机采用CMOS替代CCD比重日增
以PC Camera为例，由于宽带网络逐渐普及，视讯沟通及家庭网络化将成为趋势，促使PC Camera市场明显成长。目前PC Camera市场中，绝大多数是 25万及35万像素， PC Camera所用的传感器， CCD的占有率仍高于CMOS。
2000年CMOS传感器的机会，主要是在低阶的应用上，例如：数码相机、 PC Camera、保全用监现摄影机、汽车后照镜等。日本厂商尽管垄断CCD传感器市场，

但对于CMOS传感器市场未来的潜力也不敢忽视。在1998年，国内数码相机厂商尚未使用CMOS为影像传感器，到了1999年台湾厂商所主产35万画素的数码相机产品中，已经有15﹒5%的产品比率开始使用CMOS传感器，例如：普丽光电所推出的35万画素低阶数码相机，即采用进口HP的CMOS，该公司表示，如采用国产CMOS影像传感器将可再进一步降低成本。
300万画素数码相机也开始采用CMOS传感器Canon于2000/5/18日发表一款300万画素数
位相机，该相机使用325万画素的CMOS传感器，实际有效画素311万，预计于2000年9月正式上市。让业界震惊的是这款新型相机采用的是CMOS传感器，打破了目前百万像素以上相机皆使用CCD传感器的局面，使CCD与CMOS传感器的竞争状况有了新的发展。

发展超高画素CMOS传感器相机的原因分析

简单来说，CMOS传感器虽然价格较便宜，且其耗电量仅为CCD的1/10，但一般来说画质较差，百万画素以上的高阶产品仍是CCD传感器的天下。虽然国际大厂如HP等不断发布正在研究百万像素以上的高阶CMOS传感器的消息，但目前尚未有正式量产的消息发布。而Sony、 Sharp及Panasonic一直掌握CCD传感器的供货，这几家大厂本身皆有开发数码相机，虽然并未刻意控制CCD货源予其它竞争者，但面对全球数码相机的出货日增，CCD的供货仍不稳定。对Canon而言,关键零组件控制在主要竞争者手中当然不是滋味。因此，Canon便积极发展高画素的CMOS传感器相机，是理所当然的事。Canon跳过100万画素的技术瓶颈，直接攻入300万超高画素的市场，除了展现其身为数码相机大厂的技术能力外，对其他竞争者的示威作用亦相当明显。事实上，除了Canon、Toshiba等数码相机大厂进行CMOS传感器的开发外，SONY、Sharp等大厂也积极开发CMOS产品，以掌握其影像传感器领导供货商的地位。

高阶数码相机采用CMOS传感器的障碍尚未解决

自1999年下半年起， HP、Hyundai、VVL及泰视等厂商相继发表VGA的CMOS传感器后，2000下半年制造厂商将大量使用CMOS传感器作为低阶35万画素的标准组件，而在100万以上画素相机方面，CMOS传感器仍必须克服两个难题：一是当芯片整合所有组件之后，由于电流必须再放大，噪声(noise)将难免增加，而不论用什么方法解决这个问题，都将增加设计的复杂度与成本，此时CMOS并没有成本的优势。另一难题是在CMOS传感器中，因为增加了一些电路，每一画素的感光区域仅为CCD的30 %，造成其在昏暗光线下拍摄时感光质量较差，在要求质量的百万画素以上市场中难以被接受。因此为维持感光度，百万画素以上的CMOS传感器，很难像CCD缩小每一画素的SIZE，因此，CMOS感光区域面积较CCD为大，如此相对应的镜头面积也必须放大。镜头面积愈大，成本愈高，使用CMOS传感器成本上优势更将不存在。此点可从Canon使用高达25mm的镜头做为其相机的标准镜头，而非一般数码相机使用的6mm的镜头可看出。 Canon宣称其已开发出减少噪声的技术，但是否为牺牲成本所换来的结果无法得知，由于Canon本有优良的镜头技术，其使用超大的EOS镜头反而是产品的卖点（EOS是Canon的镜头品牌，在专业传统相机市场中知名度颇高）。综合来说，Canon似乎真正掌握了百万以上画素之CMOS传感器技术，但CMOS相机能否继续保持成本的优势，则是未来CMOS能否真正进入100万画素以上高阶相机市场的关键。