CMOS图像传感器有很多选择，从片上相机到分布式处理架构，但最不寻常的是自动聚焦技术。
要 点
CMOS 成像仪技术能够实现很多分割选项，从多芯片电路板到片上相机设计。
在这些分割选项中，工艺技术、物理限制、文化和派系等都扮演着各自的角色。
一种名为EDOF（扩展焦深）的新技术不仅可以改变数码相机，而且可以改变设计者做出分割决策的方式。
CMOS 图像传感器技术借鉴了
CCD（电荷耦合器件）传感器的成功，为相机设计者打开了一片新的选择天地，尤其是在中档
DSC（数码相机）和手机市场上。CCD 工艺技术与 CMOS 逻辑工艺有很大差别，因此 CCD 的
成像系统唯一可行的配置是使用一块独立传感器芯片，连接到一个单独的数字图像处理硬件上。但采用 CMOS 传感器时，考虑到设计者对支付成本的关心，图像传感器阵列可以与很多混合信号和数字内容做在同一个片芯上。
这种情况为一种真正的片上相机打开了大门，它的一面是光线进入，另一面是 JPEG 文件输出。但这还只是一种选择。通过检查分割决策，今天的相机设计者们正在揭示出这些系统工作方式的丰富内容。另外，它还为其它很多高度集
成的系统提供了有关系统分割的一种案例研究。并且，它还表露出了一种新兴技术的端倪，这种技术几乎可以对小型相机功能的方方面面都作出改变。
成像链
图1描绘出这个故事的第一章节：这是大多数相机设计者都理解的图像处理流水线。我们关注的流水线第一项并不是电子电路，而是物镜。今天手机和小型 DSC 使用的透镜都是计算机辅助光学设计的产物，是衬衫口袋型小巧手机的决定性要求。现在对镜头的需求是尽可能的短、轻和便宜，从而使相机的设计与十年前有了巨大变化。另外，它还导致使用性能折衷的镜头，从而需要增强的数字图像处理来校正镜头的缺陷。你将会看到，这一发展已经成为一种重要创新的根源。
镜头的功能是将一幅图像聚焦在传感器表面。它还有一些不太显眼的功能，包括改变聚焦点以调整物体距离，改变到达传感器的光照量，而在一个变焦镜头中，还要改变镜头的有效焦距，以建立一个更宽或更窄的视场。今天，相机制造商通过机电方法实现所有这些功能，其算法更降低了流水线的一般控制。
另外还有一组光学器件位于物镜和传感器之间。在很多设计中，传感器阵列的每个像素上都覆盖着一个微透镜，这个透镜收集照射在像素上的大部分光线，将其汇集到 PIN 二极管上。在这个透镜下，每个彩色成像阵列（除了一个以外）都有一组彩色滤光镜，通常是三个一组的红、绿、蓝滤色镜。这种结构可以使传感器区分出色彩，但也使原始分辨率大致除以 3 的因数。并且降低了实际到达传感器的光照量。
图中的下一项就是传感器自身：它是一个长方形的像素阵列。每个像素都包含一个光敏二极管，它使电荷流入一个容性节点，电荷量大致与到达二极管的光照量成正比。一般有3只或4只晶体管对单元作复位，使电容电压在检测线上采样，并减少泄漏。如同在一个 DRAM 阵列中一样，晶体管将容性节点上的微小电压传送到一个位行上，从那里再送至一个检测放大器。但与 DRAM 不同的是，这个电压是模拟方式，因此放大器检测时的保真度就直接影响着图像的质量。
图中的下一个块是校正与转换电路。检测线上的大多数噪声都可以根据像素的位置和电路的时序预测出来。大部分工作是要将这个噪声从信号中清除掉。一只放大器和一个数据转换器担负这一级的任务，用于将曝光时间内到达像素的光线转化为一个数字量。
这串数字数据进入下一块，通常是一个独立的 ISP 硬件模块，即图像信号处理器，作像素级处理。因此，算法可以在逐个像素基础上，通过彩色校正（例如补偿非自然照明所“偏离”的彩色）等工作改进图像，并且校正过曝或欠曝问题。这一部分的输出是一个原始像素流，经过简单的处理，使图像看上去很精确。
从这里开始，图像进入所谓的图像级处理，在此期间，图像要做更复杂的处理，涉及大量数据。例如，算法可能要识别和消除“红眼”，或者它们可能要校正廉价镜头造成的光晕和桶形失真。
这里还要做更多的动态功能处理。在这个点上，算法可以对图像作分析，从而为自动聚焦电机提供指令。在 DSC 中，其它算法可能要完成模式识别，以区分出各类图像（例如肖像、场景或特写），并提取供进一步图像增强的特性。
分割决策
流水线中的每个块都在一个独立芯片上是很少见的情况，不过在高档 DSC 上是可能的。分割选择的范围将这种多芯片系统扩展为一个单芯片，它包括了流水线中所有块。一系列互相纠缠的因素有助于架构师在这个领域找到自己的位置。这些因素包括物理限制、IP（知识产权）所有权边界或设计团队竞争，以及相机中其余资源使用不当（或过度）造成的影响。与这些广泛影响的互动就是实现决策，如算法选择、工艺技术决策，以及公司策略。