当今的CMOS图像转换技术不仅服务于“传统的”工业图像处理，而且还凭藉其卓越的性能和灵活性而被日益广泛的新颖消费套用所接纳。，它还能确保汽车驾驶时的高安全性和舒适性。最初，CMOS图像感测器被套用于工业图像处理；在那些旨在提高生产率、质量和生产工艺经济性的全新自动化解决方案中，它至今仍然是至关重要的一环。

据市场研究公司IMS Research的预测，在未来的几年中，欧洲工业图像处理市场的年成长率将达到6%，其中，在相机中集成了软体功能的智慧型型解决方案的市场份额将不断扩大。在德国，据其全国工具机供应商协会VDMA提供的数据，2004年的图像处理市场增长率达到了14%。市场调研公司In-Stat/MDR亦指出，单就图像感测器的次级市场而言，其年成长率将高达30%以上，而且这种情况将持续到2008年。最为重要的是CMOS感测器的成长速度将达到CCD感测器的七倍，照相手机和数位相机的迅速普及是这种需求的主要推动因素。

显然，人们如此看好CMOS图像转换器的成长前景是基于这样一个事实，即与垄断该领域长达30多年的CCD技术相比，它能够更好地满足用户对各种套用中新型图像感测器不断提升的品质要求，如更加灵活的图像捕获、更高的灵敏度、更宽的动态範围、更高的解析度、更低的功耗以及更加优良的系统集成等。，CMOS图像转换器还造就了一些迄今为止尚不能以经济的方式来实现的新颖套用。，还有一些有利于CMOS感测器的“软”标準在起作用，包括套用支持、抗辐射性、快门类型、开视窗和光谱覆盖率等。不过，这种区别稍带几分任意性，因为这些标準的重要程度将由于套用的不同（消费、工业或汽车）而发生变化。

就像我们从模拟摄影所获知的那样，拍摄一幅完整场景的照片是一件相当普通的事情，照相手机同样如此。，对于工业或汽车套用来说，情况就大不一样了有些场合併不需要很高的全帧数据速率。比如，在监控摄像机中，只要能够发现一幅场景中出现的变化（因为这种变化可能预示着某种可疑情况），那幺解析度低一点也是完全可以接受的。在此基础之上才需要藉助全解析度来採集更多的细节信息。跟着发生的动作将只在摄像机视场的某一部分当中进行播放，而且，在所捕获的场景中，只有这一部分才是监控人员所关注的。

对于只提供全帧图像的CCD图像感测器而言，只有採用一个分离的评估电路才能够提供两个观测角度，这意味着处理时间和成本的增加。，CMOS图像感测器的工作原理则与RAM相似，所有的存储位均可单独读出。CMOS感测器的二次採样虽然提供了较低的解析度，帧速率较高；而开视窗则允许随机选择一块感兴趣的区域。

最新CMOS感测器获得广泛套用的一个前提是其所拥有的较高灵敏度、较短曝光时间和日渐缩小的像素尺寸。像素灵敏度的一个衡量尺度是填充因子（感光面积与整个像素麵积之比）与量子效率（由轰击萤幕的光子所生成的电子的数量）的乘积。CCD感测器因其技术的固有特性而拥有一个很大的填充因子。而在CMOS图像感测器中，为了实现堪与CCD转换器相媲美的噪声指标和灵敏度水平，人们给CMOS图像感测器装配上了有源像素感测器（APS），并且导致填充因子降低，原因是像素表面相当大的一部分面积被放大器电晶体所占用，留给光电二极体的可用空间较小。所以，当今CMOS感测器的一个重要的开发目标就是扩大填充因子。赛普拉斯（FillFactory）通过其获得专利授权的一项技术，可以大幅度地提高填充因子，这种技术可以把一颗标準CMOS硅晶片最大的一部分面积变为一块感光区域。随着像素尺寸的变小，提高填充因子所来越困难，目前最流行的技术是从传统的前感光式（FSI，Front Side Illumination）变为背部感光式（BSI，Back Side Illumination），放大器等电晶体以及互联电路置于背部，前部全部留给光电二极体，这样就实现了100%的填充因子（如右侧示意图所示）。

，对于一个典型的工业用图象感测器而言，由于许多场景的拍摄都是在照明条件很差的情况下进行的，拥有较大的动态範围将是十分有益的。CMOS图像感测器通过多斜率操作实现了这一目标转换曲线由倾度不同的直线部分所组成，它们共同形成了一个非线性特徵曲线。，一幅场景的黑暗部分有可能占据集成模拟-数字转换器转换範围的很大一部分转换特徵曲线在这里最为陡峭，以实现高灵敏度和对比度。特徵曲线上半部分的平整化将在图像的明亮部分捕获几个数量级的过度曝光，并以一个更加细緻的标度来表现它们。採用多斜率的方式来运作LUPA-4000将使高达90dB的光动态範围与一个10位A/D转换範围相匹配。

具有VGA解析度的IM-001系列CMOS图像感测器在此基础上更进一步；它们是专为汽车套用而设计的。其像素由光电二极体组成，可提供高达120dB的自适应动态範围。面向汽车套用的ACM 100相机模组就採用了这些感测器，这种相机模组据称是同类产品中率先面市的全集成化相机解决方案该视觉解决方案被看作是面向驾驶者保护、防撞、夜视支持和轮胎跟蹤导向的未来汽车安全系统的关键元件。

，对于独立于电网的携带型套用而言，以低功耗特性而着称的CMOS技术还具有一个明显的优势CMOS图像感测器是针对5V和3.3V电源电压而设计的。而CCD晶片则需要大约12V的电源电压，不得不採用一个电压转换器，从而导致功耗增加。在总功耗方面，把控制和系统功能集成到CMOS感测器中将带来另一个好处它去除了与其他半导体元件的所有外部连线线。其高功耗的驱动器如今已遭弃用，这是因为在晶片内部进行通信所消耗的能量要比通过PCB或衬底的外部实现方式低得多。

在现代CMOS图像感测器中，一个重要的发展趋势是其光谱灵敏度扩展到了近红外区NIR（至约1,100nm的波长）。配备了IM-001 CMOS图像感测器的汽车套用将改善雾穿透力和夜视能力。由于工业图像捕获技术开始运用更多波长位于NIR之中的光源，而且生物技术也在利用该光谱区域中的有趣现象，，新开发的IBIS 5-AE-1300感测器具有700～900nm的NIR灵敏度。

在面向消费套用的图像捕获技术中，另一个发展趋势是继续提高解析度。到2005年年中，70%左右的手机相机已具有VGA格式解析度（640×480像素）；但随后的2006年，几百万像素的感测器就将占领50%的市场份额，而到2008年，其市场占有率预计将进一步攀升至90%以上。为此，赛普拉斯公司开发了一种用于蜂窝电话的300万像素图像感测器，该产品採用了Autobrite技术，可进行12位模拟/数字转换，并提供了72dB的宽广动态範围，而市面上的10位模拟/数字转换器的动态範围仅为60dB。逐行扫描模式中的帧速率高达30帧/秒，因而可录製实况视频节目。

在工业和商业领域中，这种发展趋势也很明显赛普拉斯已推出一款用于Kodak数位相机的1,300万像素/35mm图像感测器，，660万像素的IBIS 4-6600感测器正在一种面向弱视人群的自动阅读辅助装置中证明自己的卓越品质－－它可在一幅完整的标準A4页面上提供出色的解析度。

凭藉技术实现系统集成 由于蜂窝电话、数位相机、MP3播放机和PDA等传统分离型功能设备的加速数字融合（即成为一部紧凑的消费型电子产品），导致人们越来越希望至少具有部分自主性的子系统能够在一部设备中提供极为宽泛的功能。这种趋势还将对专业测量技术产生影响利用包含一个数位相机、PDA用户接口和WLAN联网能力的携带型检验工具，光测试和监视的套用範围将得到有效的拓展。作为一种平台技术，CMOS符合这一发展潮流CCD图像转换器仍然需要採用外部逻辑电路来实现控制和模拟/数字转换功能，而CMOS标準逻辑器件则能够把感测器、控制器、转换器和评估逻辑电路等全部集成到一块晶片之中。

一个典型的例子如专门针对要求苛刻的消费套用而製作的CYIWCSC1300AA晶片的图像捕获电路。它基于130万像素图像感测器CYIWOSC1300AA 和一个用于提供误差插补、黑电平调整、透镜校正、信号互串校正、彩色马赛克修补、彩色校正、自动曝光、噪声抑制、特效和γ校正等等诸多功能的附加信号处理器。集成更多的系统功能（一直到自主型光电感测器系统）是可行的，这主要取决于诸如市场容量和开发成本等经济目标和限制因素。

IMS Research公司的资深市场分析家John Morse指出“工业图像处理市场的变化非常快，不光是在技术层面上，而且还涉及近期发生的製造商合併事件。我们认为这种趋势还将继续下去。”果真如此，那幺这同样适用于赛普拉斯公司通过收购MIT（美国麻省理工学院）于1999年成立的SMal Camera Technologies公司，赛普拉斯已将其业务触角延伸到了消费和汽车领域；而兼併FillFactory（这是一家于1999年从总部位于比利时Leuven的着名欧洲微电子和纳米技术研究中心IMEC抽资脱离而成的公司）则使赛普拉斯进一步跻身工业领域。

CMOS图像感测器市场正在蓬勃发展之中，即将成为一个大规模市场。它在很大程度上仍然依赖于客户专用设计来满足规格和系统集成方面的一组定製要求。不过，它将越来越多地提供通用的标準解决方案。解析度、帧速率和灵敏度的提高以及成本的下降正使其套用领域不断地扩大。要的一环。

被动式像素结构（Passive Pixel Sensor.简称PPS），又叫无源式。它由一个反向偏置的光敏二极体和一个开关管构成。光敏二极体本质上是一个由P型半导体和N型半导体组成的PN结，它可等效为一个反向偏置的二极体和一个MOS电容并联。当开关管开启时，光敏二极体与垂直的列线（Column bus）连通。位于列线末端的电荷积分放大器读出电路（Charge integrating amplifier）保持列线电压为一常数，当光敏二极体存贮的信号电荷被读出时，其电压被复位到列线电压水平，与此，与光信号成正比的电荷由电荷积分放大器转换为电荷输出。

主动式像素结构（Active Pixel Sensor.简称APS），又叫有源式，如图2所示. 几乎在CMOS PPS像素结构发明的，人们很快认识到在像素内引入缓冲器或放大器可以改善像素的性能，在CMOS APS中每一像素内都有自己的放大器。集成在表面的放大电晶体减少了像素元件的有效表面积，降低了“封装密度”，使40%～50%的入射光被反射。这种感测器的另一个问题是，如何使感测器的多通道放大器之间有较好的匹配，这可以通过降低残余水平的固定图形噪声较好地实现。由于CMOS APS像素内的每个放大器仅在此读出期间被激发，所以CMOS APS的功耗比CCD图像感测器的还小。

这填充因数（Fill Factor），又叫充满因数，它指像素上的光电二极体相对于像素表面的大小。量子效率（Quantun efficiency）是指一个像素被光子撞击后实际和理论最大值电子数的归一化值.被动式像素结构的电荷填充因数通常可达到70%，量子效率高。但光电二极体积累的电荷通常很小，很易受到杂波干扰。再说像素内部又没有信号放大器，只依赖垂直汇流排终端放大器，因而读出的信号杂波很大，其S/N比低，更因不同位置的像素杂波大小不一样（固定图形噪波FPN）而影响整个图像的质量。而主动性像素结构与被动式相比，它在每个像素处增加了一个放大器，可以将光电二极体积累的电荷转换成电压进行放大，大大提高了S/N比，从而提高了传输过程中抗干扰的能力。但由于放大器占据了过多的像素麵积，因而它的填充因数相对较低，一般在25%-35%之间。

1.噪声

这是影响CMOS感测器性能的首要问题。这种噪声包括固定图形噪声FPN(Fixed pattern noise）、暗电流噪声、热噪声等。固定图形噪声产生的原因是一束同样的光照射到两个不同的象素上产生的输出信号不完全相同。噪声正是这样被引入的。对付固定图形噪声可以套用双採样或相关双採样技术。具体地说来有点像在设计模拟放大器时引入差分对来抑制共模噪声。双採样是先读出光照产生的电荷积分信号，暂存然后对象素单元进行复位，再读取此象素单元地输出信号。两者相减得出图像信号。两种採样均能有效抑制固定图形噪声。，相关双採样需要临时存储单元，随着象素地增加，存储单元也要增加。

2. 暗电流

物理器件不可能是理想的，如同亚阈值效应一样，由于杂质、受热等其他原因的影响，即使没有光照射到象素，象素单元也会产生电荷，这些电荷产生了暗电流。暗电流与光照产生的电荷很难进行区分。暗电流在像素阵列各处也不完全相同，它会导致固定图形噪声。对于含有积分功能的像素单元来说，暗电流所造成的固定图形噪声与积分时间成正比。暗电流的产生也是一个随机过程，它是散弹噪声的一个来源。，热噪声元件所产生的暗电流大小等于像素单元中的暗电流电子数的平方根。当长时间的积分单元被採用时，这种类型的噪声就变成了影响图像信号质量的主要因素，对于昏暗物体，长时间的积分是必要的，并且像素单元电容容量是有限的，于是暗电流电子的积累限制了积分的最长时间。

为减少暗电流对图像信号的影响，可以採取降温手段。，仅对晶片降温是远远不够的，由暗电流产生的固定图形噪声不能完全通过双採样克服。现在採用的有效的方法是从已获得的图像信号中减去参考暗电流信号。

3. 象素的饱和与溢出模糊

类似于放大器由于线性区的範围有限而存在一个输入上限，对于CMOS图像感测晶片来说，它也有一个输入的上限。输入光信号若超过此上限，像素单元将饱和而不能进行光电转换。对于含有积分功能的像素单元来说，此上限由光电子积分单元的容量大小决定对于不含积分功能的像素单元，该上限由流过光电二极体或三极体的最大电流决定。在输入光信号饱和时，溢出模糊就发生了。溢出模糊是由于像素单元的光电子饱和进而流出到邻近的像素单元上。溢出模糊反映到图像上就是一片特别亮的区域。这有些类似于照片上的曝光过度。溢出模糊可通过在像素单元内加入自动泄放管来克服，泄放管可以有效地将过剩电荷排出。，这只是限制了溢出，却不能使象素能真实还原出图像了。

CCD与CMOS感测器是被普遍採用的两种图像感测器，两者都是利用感光二极体（photodiode）进行光电转换，将图像转换为数字数据，而其主要差异是数字数据传送的方式不同。

CCD感测器中每一行中每一个象素的电荷数据都会依次传送到下一个象素中，由最底端部分输出，再经由感测器边缘的放大器进行放大输出；而在CMOS感测器中，每个象素都会邻接一个放大器及A/D转换电路，用类似记忆体电路的方式将数据输出。

造成这种差异的原因在于CCD的特殊工艺可保证数据在传送时不会失真，各个象素的数据可汇聚至边缘再进行放大处理；而CMOS工艺的数据在传送距离较长时会产生噪声，，必须先放大，再整合各个象素的数据。

由于数据传送方式不同，CCD与CMOS感测器在效能与套用上也有诸多差异，这些差异包括

由于CMOS感测器的每个象素由四个电晶体与一个感光二极体构成（含放大器与A/D转换电路），使得每个象素的感光区域远小于象素本身的表面积，在象素尺寸相同的情况下，CMOS感测器的灵敏度要低于CCD感测器。

由于CMOS感测器採用一般半导体电路最常用的CMOS工艺，可以轻易地将周边电路（如AGC、CDS、Timing generator、或DSP等）集成到感测器晶片中，可以节省外围晶片的成本；除此之外，由于CCD採用电荷传递的方式传送数据，只要其中有一个象素不能运行，就会导致一整排的数据不能传送，控制CCD感测器的成品率比CMOS感测器困难许多，即使有经验的厂商也很难在产品问世的半年内突破50%的水平，，CCD感测器的成本会高于CMOS感测器。

CMOS感测器的每个象素都比CCD感测器複杂，其象素尺寸很难达到CCD感测器的水平，，当比较相同尺寸的CCD与CMOS感测器时，CCD感测器的解析度通常会优于CMOS感测器的水平。例如，市面上CMOS感测器最高可达到210万象素的水平（OmniVision的 OV2610，2002年6月推出），其尺寸为1/2英寸，象素尺寸为4.25μm，但Sony在2002年12月推出了ICX452，其尺寸与 OV2610相差不多（1/1.8英寸），但解析度却能高达513万象素，象素尺寸也只有2.78μm的水平。

由于CMOS感测器的每个感光二极体都需搭配一个放大器，而放大器属于模拟电路，很难让每个放大器所得到的结果保持一致，与只有一个放大器放在晶片边缘的CCD感测器相比，CMOS感测器的噪声就会增加很多，影响图像品质。

CMOS感测器的图像採集方式为主动式，感光二极体所产生的电荷会直接由电晶体放大输出，但CCD感测器为被动式採集，需外加电压让每个象素中的电荷移动，而加电压通常需要达到12~18V；，CCD感测器除了在电源管理电路设计上的难度更高之外（需外加 power IC），高驱动电压更使其功耗远高于CMOS感测器的水平。举例来说，OmniVision推出的OV7640(1/4英寸、VGA），在 30 fps的速度下运行，功耗仅为40mW；而致力于低功耗CCD感测器的Sanyo公司推出的1/7英寸、CIF等级的产品，其功耗却仍保持在90mW 以上。CCD发热量比CMOS大，不能长时间在阳光下工作。

，CCD感测器在灵敏度、解析度、噪声控制等方面都优于CMOS感测器，而CMOS感测器则具有低成本、低功耗、以及高整合度的特点。不过，随着CCD与CMOS感测器技术的进步，两者的差异有逐渐缩小的态势，例如，CCD感测器一直在功耗上作改进，以套用于移动通信市场（这方面的代表业者为Sanyo）；CMOS感测器则在改善解析度与灵敏度方面的不足，以套用于更高端的图像产品。

投入CMOS研发、生产的厂商较多，美国有30多家，欧洲7家，日本约8家，韩国1家，台湾有8家。而居全球翘楚地位的厂商是Agilent(HP），其市场占有率51%、ST(VLSI Vision）占16%、Omni Vision占13%、现代占8%、Photobit约占5%，这五家合计市占率达93%。

Sony

Sony是全球CCD感测器第一大厂，也是第一家投入12英寸晶圆、推出600万象素CCD的公司，Sony约有30~40%的CCD感测器供自有品牌产品使用，其它则卖给Canon、Sanyo、Casio、以及台湾的新虹、普利尔、诠讯（与台湾佳能合併）等厂商。

Sony的产品技术蓝图显示，2003年除了800万象素的ICX 456外，并无其它微缩工艺的产品问世。产品尺寸将大致保持现有水平，取而代之的是强化摄影功能与支持progressive scan（连续式扫描），例如500万象素的ICX455/465、330万象素的ICX451/481、以及210万象素的ICX461等，令高端产品也能达到30fps以上的数据传送速率。

高端产品的大部分市场仍被Sony占据，再加上市场仍处于供不应求的局面，公司并未急于做降低成本的动作，不过，一旦Sony最先进的工艺（象素尺寸2.6~2.8um）达到成熟阶段（成品率超过50%），该公司势必近一步将此工艺套用到其它产品上（目前仍只有1/1.8英寸、 500万象素产品使用此工艺），届时可能会有1/2.7英寸、400万象素产品问世。

OmniVision

OmniVision成立于1995年（以下简称OV)，2002年6月领先其它同业率先推出210万象素的OV2610震惊市场，虽然目前採用此感测器量产的产品并不多，但这已说明CMOS感测器可以开始进入原本属于CCD感测器的中高端数位相机市场； OV的数据显示，目前已有天瀚、明、鸿友等台湾商家开始採用该公司的OV2610。展望2003年，OV将在1季度~2季度之间推出330万象素、1/2英寸的产品，采TSMC 0.18mm工艺生产，拓展CMOS感测器的套用範围。在行动电话市场上，CMOS模组的摄相模组已经成为移动通讯套用的最大量产品。

在低功耗产品方面，OV也在2002年12峦瞥隽薕V7640，可以在2.5V的环境下运行，为目前VGA产品中功耗最低的晶片。而在2003 年新规划的产品方面，OV计画在下半年推出130万象素、1/4英寸，以及VGA、1/7英寸的产品，希望在CCD厂家推出低功耗的130万素产品之前，先行抢占市场先机。

Agilent

Agilent主要的产品为第二代的CIF(352288)HDCS-1020和第二代的VGA(640480)HDCS-2020，主要套用在数位相机 、行动电话、PDA、PC Camera等新兴的资讯家电产品之中，Agilent在2000年另一成功策略是和Logitech与Microsoft这两家公司策略联盟，打入了光学滑鼠产品领域，这是非常低阶的CMOS产品，而且不是为了捕捉影像 ，所以在做影像感测器的全球统计时并未将此数量一併加入，此举可看出Agilent以CMOS技术为基础进军光学元件的规划意图。

Aptina

Photobit在2000年获得较大成功。2001年Photobit率先研发出PB-0330产品型号的CMOS图像感测器，此产品特色具备单一晶片逻辑转数位的变频器，它是第二代1/4寸的VGA(640 x 480），也推出PB-0111产品型号的CMOS影像感测器，是第二代1/5寸的CIF(352 x 288）。Photobit推出这两种产品主要针对数位相机和PC Camera这些近年来蓬勃发展的数位化产品，和OmniVision CIF(352 x 288）定位在行动电话市场上有所区隔，其推出CIF(352 x 288）和VGA(640 x 480）这两种不同解析程度的影像感测器，行销範围意图含盖低阶和中高阶市场。Photobit 后来被Micron（美光）收购。之后，Micron把图像感测器部门独立出来，成立了现在的Aptina。

panavision

高品质工业CMOS图像感测器，主要产品DYNAMAX-11。这颗新的感测器含有的全局电子曝光快门技术，极大地改善了工业成像在室内和室外的套用。这颗新发布的DYNAMAX-11图像感测器适合用于机器视觉、安防监控、智慧型交通、生命科学、生物医疗、科学影像、高清录像、电视广播等工业成像领域。这颗新发布的DYNAMAX-11图像感测器含有320万像素，像素大小为5.0um × 5.0um。

其它公司

最具特色的是Sanyo，该公司致力于改善CCD 感测器的功耗，以相机电话为主要套用目标，之前J-Phone率先推出的Sharp J-SHxx系列便是採用Sanyo的CIF级CCD感测器，Sharp、Toshiba等手机厂家也计画在02年4季度~03年1季度之间陆续引入 Sanyo的VGA产品。Matsushita、Sharp的产品规划与Sony相差不多，主要差异在于Matsushita準备推出更小的400万象素 (1/2.7英寸）与130万象素（1/4英寸）产品。

专家们认为，21世纪初全球CMOS图像感测器市场将在PC摄像机、移动通信市场、数位相机、摄像机市场市场等领域获得大幅度增长，在未来的几年时间内，在130 万像素至200万像素之下的产品中，将开始以CMOS感测器为主流。以小型化和低功耗CMOS图像感测器为核心的摄像机正在成为消费类产品的主流，上述领域将为图像感测器市场带来巨大发展。

2009年8月28日，索尼秋季数码影像新品发布会在北京隆重举行，索尼宣布在三条产品线推出共十款数码影像新品。其中 DSC-TX1和DSC-WX1套用了新型影像感测器Exmor R CMOS影像感测器，它採用先进的背照射技术，其对光线的灵敏度比传统的CMOS影像感测器提高了约2倍，大幅提升了拍摄画质，得到明亮画面的更好地降噪，使得在低照度条件下仍然可以获得细节丰富的照片，造就卓越的夜间拍摄性能。该感测器具备1020万有效像素，支持从ISO100~ISO3200的感光度範围，并支持720p的高画质动态影像视频拍摄。性能强大的Exmor R MOS配合BIONZ影像处理器，可以快速準确地处理海量信息，使DSC TX1和WX1具备了手持夜景模式、全景拍摄、动作防抖和每秒最高约10张。

三星电子公司提高CMOS感测器灵敏度的背面照射（BSIbackside illumination）技术达到了实用化水平，2010年将批量生产产品。三家大型CMOS感测器公司均将在2010年开始量产採用背面照射技术的 CMOS感测器（BSI型CMOS感测器）。三星在工艺技术方面将採用适于降低成本的方法。之所以着手从事BSI技术，是因为通过提高灵敏度能够维持相同的灵敏度缩小像素间距。据该公司估算，1.4μm间距的BSI型能够获得与基于现有技术的FSI（Front Side Illumination）型1.75μm间距产品相同的画质。同一像素间距，BSI型的灵敏度可以比FIS型高30%。三星为在今后量产1.1μm间距产品等间距更小的元件，将增加BSI型的比例。该公司计画把2010年首批量产的BSI型CMOS感测器做成支持1460万像素和30帧/秒的元件。预计将配备于数位相机、数码摄像机及高端手机等设备上。

感测器架构可由两分式、四分式或一个像素阵列组成。输出可为并行模拟输出，或一个10位数字输出或数字串列LVDS输出。每个输出可高达每秒5,000万次的採样速度，这样就能实现每秒55亿像素的吞吐量。迄今为止，该图像感测器是具有最高连续像素吞吐量的一款。图像质量至少达到10位精度，摄像头数位化之后，数据吞吐量可为每秒55Gbit。这样高速的套用通常需要6个电晶体快照像素，且需要较高的灵敏度和动态範围。图像感测器的灵敏度很大程度上取决于像素尺寸，而大的像素尺寸就需要大面积特定套用的定制图像感测器。内部多路复用技术可支持更高帧速率的随机视窗。如果将视窗大小缩至较小的ROI（圈选目标区域），那幺最快速度器件的帧速率可达每秒170,000帧。大多数感测器都採用0.25工艺。

目前，CMOS是高速成像所青睐的技术。在当前市场中，我们可以发现高速图像感测器有三大发展趋势，一是向极高速方向发展，二是向片上特性集成方向发展，三是向通用高速图像感测器方向发展。

解析度和帧速率相结合，发挥着重要的作用。目前，我们可以推出1024×1024像素的图像感测器，工作速度达到每秒5,000个全帧。如果模数转换为10位的话，那幺这就是说摄像头上的总数据速率可达每秒55Gbit。为了实现感测器上极高的数据速率和高图像质量，尤其是对这种高敏感度的套用而言，我们不仅要设计出正确的电子线路，还要确保整个线路布局实现良好的平衡性。这就是说，电源线路应实现极佳的分布，而且布局中每个线路节点的所有光学和杂散光灵敏反应都应得到很好的控制。并需要採用低功耗模组设计，以确保满足整体功耗要求。

高速成像领域还有另一种趋势，就是把高速ADC、时序发生器、LVDS发射器和校正算法的片上集成趋势。这种图像感测器通常在速度和灵敏度方面不如上述图像感测器，但在易用性和系统集成功能方面颇有长处。目前市场上新兴的第三种图像感测器就是通用高速图像感测器。具有模拟输出或不具有时序发生器功能的老式（简单式）通用图像感测器正在被速度更快、更複杂的图像感测器所取代。这种新型图像感测器使我们能在较短时间内就设计出通用高速摄像头。

现在的一个普遍现象是，智慧型手机在更新叠代的时候总会带来新的拍照解决方案，这样一来就为CMOS图像感测器供应商提供了一个广阔、潜力无限的市场。根据Yole Development公布的最新市场研究报告，CMOS感测器行业将在未来5年内繁荣发展，2015年至2021年的複合年增长率预计将达到10.4%，届时整个市场价值有望达到188亿美元。