台灣數位相機廠商產業型態

台灣投入數位相機研發、製造的廠商，多半有著掃瞄器、傳統相機或是傳統相機相關零組件生產製造的背景，例如掃瞄器大廠力捷、全友、以及鴻友，傳統相機的製造大廠如普立爾，或是由生產傻瓜相機鏡頭及其他零組件的大麗光電所轉投資的大陽科技等，都因著本身過去的主力產品而逐漸跨入數位相機的領域。

以數位相機本身的架構及工作原理來分析，一台數位相機可以看成是由鏡頭、光感測元件，以及控制晶片組三個主要部分所構成。而目前台灣數位相機製造廠的生產模式，大多是以採購鏡頭、光感測元件、及控制晶片組等零組件，配上廠商自行開發的控制晶片組軔體，加以組裝而成。在這裏所談到的光感測元件，我們一般所指的是CCD(Charge Couple Device;光耦合元件)，而以下也將對數位相機的光感測元件做一簡單的介紹。

數位相機的光感測元件

一般常提到的數位相機光感測元件，除了上面所提到的CCD外，另一種便是所謂的CMOS Sensor(Complementary Metal Oxide Semiconductor;金屬氧化半導體影像感測器)。

一般我們所指的數位相機，指的多半是DSC(Digital Still Camera)，目前DSC的解析度已由三十萬畫素、八十萬畫素、一百萬畫素、二百萬畫素，進步到今日的三百萬畫素，而DSC所使用的光感測元件，則絕大部分是CCD感測器。然而提到數位相機，我們便不能忽略另一大部分早已由台灣廠商所主控的領域–PC Camera，PC Camera便是我們常常在PC玩家的螢幕旁所見到的小攝影機，最常被用來搭配網路影像通信軟體使用，一般最常見的PC Camera，解析度大都在三十萬畫素以下，而有相當多的PC Camera，便是使用CMOS感測器所製成的。

由DSC與PC Camera目前所使用解析度的差異，我們便可看出在光感測元件的選擇上，也將有著基本性質的不同，簡單來說，DSC解析度高但價格昂貴，PC Camera便宜但其所攝得影像的解析度較低，僅適合在螢幕上觀賞。

CMOS影像感測器出現在1967年，但是在1970年出現的CCD影像感測器很快地便成為影像產品市場上的主流。雖然CMOS影像感測器與CCD影像感測器有著相當類似的物理特性，二者都是藉著感測器本身所釋放的電子數與所接收到的光線強度成正比的原理所製成。但是CCD感測器的高動態範圍(Superior Dynamic Range)、低雜訊(Low Fixed-pattern Noise)、以及對光線的高靈敏度(High Sensitivity to Light)特性，使得CCD成為高階影像產品的不二選擇。

CMOS影像感測器

CMOS影像感測器又可分為：被動像素感測器CMOS(Passive Pixel Sensor CMOS)與主動像素感測器CMOS(Active Pixel Sensor,APS CMOS)。被動像素感測器CMOS(Passive Pixel Sensor CMOS)是一種低成本、低耗電的感測器，但有著高雜訊及低動態範圍的缺點。被動像素感測器的光譜反應頻寬範圍除了可見光外，也同時可對紅外線做反應，因而常被使用做為安全監視器或是汽車夜視裝置等必須在黑暗中能夠視物的裝置。

主動像素感測器CMOS(APS CMOS)為最近新發展出的CMOS影像感測器，ASP CMOS針對CMOS感測器高雜訊的缺點，在CMOS感測器的每一個單位像素上加上雜訊控制的元件，但此舉卻必須付出大輻增加CMOS感測器本身複雜度(High Complexity)，與降低CMOS感測器所能捕捉到之光線強度的代價(Low Fill Factor)。一般ASP CMOS的Fill Factor在20%~30%，但CCD的Fill Factor卻可達到60%，為了解決這個問題，ASP CMOS採用了微鏡片(Microlens)的技術，也就是在ASP CMOS每一個單位像素上加上一個微鏡片，可將CMOS每一個單位像素所接收的光做類似聚焦的的動作，如此一來可將ASP CMOS的Fill Factor提高二至三倍，因而可大輻改善影像品質，目前這一系列新開發出的ASP CMOS影像感測器便與CCD感測器在高階的數位相機市場中正面交鋒。

台灣數位相機廠商使用CMOS感測器的展望

相較於使用CCD感測器，使用CMOS感測器廠商可大輻降低採購成本(表一)，而雜訊處理、訊號轉換的功能可內建於CMOS元件本身中，又可替廠商省下一筆採購控制晶片組軟、硬體的成本，CMOS本身的低耗電又可增加產品的可攜性及產品賣相。然而由於過去CMOS感測器的缺點使得其僅能在解析度較低的PC Camera中取得一席之地，至於較高階的DSC仍是CCD的天下，但隨著APS CMOS的出現，這個狀況將有所改變，台積電在2000年五月十五號的新聞稿中表示，台積電巳開始使用0.35微米的製程生產百萬像素級CMOS影像感測器，這些CMOS影像感測器己將彩色濾鏡及微鏡片內建於其中，目前每個月的產能為5000片六吋的晶元。

《表一　CMOS與CCD的差異分析》

以DSC最重要的三個構成部分來看，使用CMOS影像感測器可立刻省下CCD及控制晶片組軟、硬體的成本，剩下的只有鏡頭部分需向國外採購，尤其是變焦鏡頭組(Zoom Lens Set)的部分，因此若是國內一些已涉獵傳統相機鏡頭零組件研發、生產的廠商，願意針對數位相機的需求開發變焦鏡頭，加上台灣晶圓廠在標準CMOS製程上的製造功力，相信在不久的將來，台灣不僅在數位相機生產數量上將令人刮目相看，獲利的能力也將更為傲人，且讓我們拭目以待。