2003年在全球數位相機市場煙硝彌漫，國內數位相機系統廠商面臨關鍵零組件來源難以掌握，CCD數位相機難作有效市場區隔，因競爭而導致代工製造毛利日漸稀薄的今天，依CMOS Imager Sensor架構－ARAMIS所設計的CMOS數位相機，卻在2000年第一季締造出日本數位相機銷售量第一的佳績（市場佔有率達9.3％），ARAMIS DSC架構在定位上的成功亦可提供給國內相關產業另一個省思的機會。

ARAMIS（Asynchronous Random Access MOS Image Sensor）為一個Frame-mode，RAM-like的架構，影像感測元件能在同一時間點作全幅式曝光，單一像素曝光後影像信號能存在感光區旁的記憶體電路內，相當於存在一個analog SRAM中。同時I/O控制非常簡單，只要給一次曝光信號，之後就像讀取SRAM內的資料般，給予X-Y位址就可讀出任何所需影像訊號，不需要精確的時序控制，可以直接以MCU作控制，達到最精簡的DSC控制。這使得ARAMIS架構下之DSC系統可以簡化到Sensor、μP、Memory三個主要晶片就可以構成完整的系統，並能滿足客戶端各種多樣的變化與需求，如(圖一)所示。

《圖一　ARAMIS DSC架構圖》

國內過去在數位相機產品上，多採用CCD為核心的機械快門數位相機系統，大多數的零組件（CCD、機械快門、精密鏡頭等）均掌握在日本廠商手裏。而ARAMIS CMOS數位相機架構，則採用電子控制全幅式快門，並免除對複雜光學快門零件的仰賴，簡化傳統數位相機必備的閃光燈同步控制，使國內的電子業者能以不同的角度進入數位相機市場，製造出更具價格競爭力的VGA及百萬像素級數位相機。以下分述ARAMIS的特點如下:

全幅式曝光

ARAMIS的CMOS Image Sensor架構，其非同步隨機存取的介面非常適用在數位相機系統上。傳統的CMOS影像感測器由於影像訊號輸出只有一行line buffer，所以影像曝光的模式就會限定以逐條掃描（line by line scan）的掃描式曝光，如(圖二)，以這樣的曝光方式來拍攝運動中物體時會產生影像的扭曲，如(圖三)，是非常不適合用來作數位相機的。ARAMIS架構的影像感測器，如(圖四)，兩者最大的差別是ARAMIS架構在每個感測器的畫素裡加了一個類比記憶體緩衝器（Analog Memory Buffer）使得影像在曝光完後能同時將所有畫素裡的資料暫存到緩衝器裡去，因此稱為「全幅式曝光」。採用ARAMIS CMOS Sensor做出的數位相機，因為是整個畫面同時曝光，可以維持畫面的正確性，如(圖五)，另外以目前的CMOS製程技術Buffer裡的資料可以維持在0.5秒至1秒的時間內多次重複的讀取而不影響影像的品質。

《圖二　傳統的CMOS Image Sensor架構》

《圖三　傳統的CMOS Image Sensor在拍攝運動中物體時會產生影像的扭曲》

《圖四　ARAMIS CMOS Image Sensor架構》

《圖五　ARAMIS CMOS Image Sensor可以維持運動中物體畫面的正確性》

智慧型測光模式

ARAMIS DSC提供一項創新的測光及曝光模式，利用ARAMIS的特性，使影像保留在記憶體緩衝器上一段很長時間，且又能多次重覆讀取，不影響影像品質。另外ARAMIS提供了一種On-Sensor的矩陣式測光模式，不需要再額外多加測光表，在影像感測器曝光取像的同時，以矩陣排列方式對環境測光，這樣的曝光方式在高單價的單眼相機裡是相當常見的，但在中低解析度的相機裡，不增加額外成本又能達到非常精確的曝光量，此乃ARAMIS DSC架構的特色之一，如(圖六)。

《圖六　ARAMIS DSC的智慧型測光操作模式》

智慧型影像辨識保全功能

目前市面所使用之保全檢測器材大部份利用體溫變化方式感測，在使用上經常因為室內溫度變化幅度大或貓狗入侵而誤觸警鈴。雖然影像動態偵測是目前保全上較有效的方法，然而大部份系統複雜、價格昂貴難以達成普及應用。

ARAMIS DSC應用全幅式曝光及隨機取讀特性能輕易比較不同時間點之影像差異，結合簡易的影像辨識處理軟體能力，在原數位相機架構上添加能區別人員入侵或小動物等辨識能力，在相機取像功能上又增加保全之實用性，堪稱在技術上之另一大突破。

隨機取讀取影像與非同步控制技術

ARAMIS採用非同步（Asynchronous）時脈控制，介面控制非常簡單，可以完全不須時脈產生器（Clock-less），由程式控制X-Y位址來隨機讀取（Random-Access Readout），因此在控制端不需要精準的控制時脈電路，MCU可作多工（Multi-Tasking）安排，攝像曝光亦能作彈性控制，此特點亦為一獨特之設計。

智財核心可重覆使用

ARAMIS DSC由於特殊的簡單控制介面，可以直接搭配任何一種低成本的MCU控制，不需任何時脈產生電路，所以ARAMIS所製作的數位相機，基本上只需CMOS Image Sensor、MCU、Memory等三顆主要晶片即可，大幅降低系統複雜度，也大幅降低設計與製造成本。更由於是MCU-based，各功能模組更將構建為可重覆使用、驗證之設計模組，將耗時費力開發完成的DSC成果達到智慧財產核心可重覆使用（IP Reusable）之境界。

結論

目前發展數位相機最主要的瓶頸在於影像感測關鍵零組件掌握度低與產品同質性高所產生之惡質價格競爭。根據行政院經濟會委託野村綜合研究所所作之「2005年中華民國最具發展潛力之高科技產業計劃」報告指出，台灣要發展數位相機產業的努力方向有三：(1)要將數位相機定位為PC週邊設備或內建於筆記型電腦內；(2)要發展影像感測IC及影像軟體，將關鍵元件國產化；(3)一邊發展關鍵元件，一邊也要建立系統開發能力，並透過PC銷售網路來促銷。

ARAMIS Sensor是國人自行開發的技術，同時ARAMIS DSC以MCU微處理器作為開發平台，各影像功能模組能重覆使用，在產品差異化上亦具備更多彈性。在目前發展數位相機主要的瓶頸在於影像感測等關鍵零組件掌握度低與產品同質性高所產生的惡質價格競爭環境下，ARAMIS DSC架構應該是另一個不錯的選擇。

（作者任職於宜霖科技）