CCD、CMOS传感器将成为汽车的通用工具

对驾驶信息和主动驾驶辅助系统的不同要求，使系统各具特色。

严格说来，驾驶辅助系统这个宽广领域可细分为两个在技术途径上截然不同的分支。第一类是为驾驶提供‘视觉辅助’。这类具有辅助视觉的系统借助不同的传感器提供车辆外围的其它信息；例如，提供处在盲区(或在晚间)的障碍物或其它道路使用者的情况。但这种系统完全由司机评估这些信息并做出相应反应。主动驾驶辅助系统则与此不同，这体现在诸如规避交通事故或根据交通流量和限速要求来变更车速等方面。主动系统不仅告知驾驶相应的驾驶状况且还在行车过程中对驾驶行为进行主动干预。两种系统的不同功能使对各自系统所用的传感器有根本不同的要求。

与大小和分辨率类似的CMOS传感器相较，由于技术原因，CCD传感器通常有更高的光感应度。因此，车用后视摄影镜头注定会采用CCD传感器，在车辆后视应用中能在光线不好的条件下提供清晰的影像很重要；如：在黑暗的多层停车场或夜晚的街道等场合。夏普为该特定应用推出的照相机模块采用的是270k像素分辨率和1.8勒克司灵敏度的1/4英寸芯片组。该指标相当于晚间、月光下街道的光照条件，在这种场合，该相机模块能输出详细、明亮的影像。镜头具有130°视角，可以清楚地显示车后部的情况。180°视角的CCD模块已处于原型制造阶段。归功于软件的改善，下一代CCD模块还将整合自动导引功能；例如，在倒车时该功能可辨认出有直接危险的区域。

图1：CCD和CMOS摄影镜头相得益彰。驾驶信息系统和驾驶辅助系统具有不同要求。
CMOS：未来汽车的通用技术

主动驾驶辅助系统所用传感器应具有的首要特性是：速度快。特别是在高速行驶场合，系统必须能记录关键驾驶状况、评估这种状况并实时启动相应措施。在140 km/h的速度，汽车每秒要移动40公尺。为避免主动驾驶辅助系统两次信息获取间隔及其间自动操控的行驶距离过长，要求相机具有最慢不低于30帧/秒的影像捕捉速率，在汽车制造商的规格中，甚至提出了60和120帧/秒的要求。虽然借助逐行扫描等方法，CCD传感器的影像捕捉速率也可提升到一定水平(如60帧/秒)；但在此，CMOS传感器有如下优势：本质上，CMOS是种更快的影像采集技术——CMOS传感器内的单元通常是由3个晶体管主动控制和读出的，这就显着加速了影像采集过程。用于汽车应用的CMOS相机模块，如夏普开发的那些，就具有30帧/秒的影像采集速率。CMOS传感器性能还有很大的提升空间，目前，基于CMOS的高性能相机能达到约5,000帧/秒的水平。

采用CMOS传感器的前视相机之所以是更好的选择，并不仅仅因为其更快的影像捕捉速度。在高亮度环境下，对后视摄影镜头来说CCD很重要的高的光感应度，将引发所谓的‘绽放效应’(blooming effects)，其原因是：在传感器内的单元被读取前，一个单元内的过多电荷扩散到周围的其它单元因而损坏了影像。前视摄影镜头往往受到迎面而来车辆的强光照射或要求它能在强烈的亮-暗反差对比下(如进出隧道时)也可提供详细的影像。更大的动态范围，也为在前视摄影镜头中选用CMOS照相机模块加分。目前的CMOS传感器的动态范围大约在60到90db，人眼能够观察到105db，夏普努力使其新一代CMOS模块尽可能地接近这一基准。

CMOS传感器还具有数字图像处理方面的优势。CCD传感器通常提供模拟TSC/PAL信号，也许必须采用额外的AD转换器对其进行转换、或是CCD传感器要与带数字影像输出的逐行扫描方法一起工作。无论哪种方式，让采用CCD的照相机提供数字影像信号都显着增加了系统复杂性；而CMOS传感器可直接提供LVDS或数字输出信号，主动驾驶辅助系统内的各组成部份可直接、无延迟地处理这些信号。

图2：摄影镜头模块必须小巧、坚固、防水。

与传统数字相机或相机手机比，不论采用哪种技术，车用相机模块的使用都有特殊要求。机械强度和耐高温性是其中决定性的标准。为满足欧洲汽车产业日益成长的要求，夏普未来的模块可工作在-40℃到150℃的温度范围。这些模块将采用特殊封装，使相机兼具所需的强韧性和抗渗透性——它们是嵌入在车前部、主动驾驶辅助系统的一项基本要求。这些模块不仅暴露在车外，还会受到高速行驶时飞奔而来的水滴的高压击打。因用于主动驾驶辅助系统的照相机是关乎行车安全的组件，它们还必须能在供电系统暂时断电时可靠工作。虽然一般用于后视摄影镜头，夏普的CCD模块还具有一到两分钟(取决于车载电压)的电能储备，即使(暂时)没电时，该模块也能完全正常工作。

车用模块要求非