2003年在全球数字相机市场烟硝弥漫，国内数字相机系统厂商面临关键零组件来源难以掌握，CCD数字相机难作有效市场区隔，因竞争而导致代工制造毛利日渐稀薄的今天，依CMOS Imager Sensor架构－ARAMIS所设计的CMOS数字相机，却在2000年第一季缔造出日本数字相机销售量第一的佳绩（市场占有率达9.3％），ARAMIS DSC架构在定位上的成功亦可提供给国内相关产业另一个省思的机会。

ARAMIS（Asynchronous Random Access MOS Image Sensor）为一个Frame-mode，RAM-like的架构，影像感测组件能在同一时间点作全幅式曝光，单一像素曝光后影像信号能存在感光区旁的内存电路内，相当于存在一个analog SRAM中。同时I/O控制非常简单，只要给一次曝光信号，之后就像读取SRAM内的数据般，给予X-Y地址就可读出任何所需影像讯号，不需要精确的时序控制，可以直接以MCU作控制，达到最精简的DSC控制。这使得ARAMIS架构下之DSC系统可以简化到Sensor、μP、Memory三个主要芯片就可以构成完整的系统，并能满足客户端各种多样的变化与需求，如(图一)所示。

《图一 ARAMIS DSC架构图》

国内过去在数字相机产品上，多采用CCD为核心的机械快门数字相机系统，大多数的零组件（CCD、机械快门、精密镜头等）均掌握在日本厂商手里。而ARAMIS CMOS数字相机架构，则采用电子控制全幅式快门，并免除对复杂光学快门零件的仰赖，简化传统数字相机必备的闪光灯同步控制，使国内的电子业者能以不同的角度进入数字相机市场，制造出更具价格竞争力的VGA及百万像素级数字相机。以下分述ARAMIS的特点如下:

全幅式曝光

ARAMIS的CMOS Image Sensor架构，其异步随机存取的接口非常适用在数字相机系统上。传统的CMOS影像传感器由于影像讯号输出只有一行line buffer，所以影像曝光的模式就会限定以逐条扫描（line by line scan）的扫描式曝光，如(图二)，以这样的曝光方式来拍摄运动中物体时会产生影像的扭曲，如(图三)，是非常不适合用来作数字相机的。ARAMIS架构的影像传感器，如(图四)，两者最大的差别是ARAMIS架构在每个传感器的画素里加了一个模拟内存缓冲器（Analog Memory Buffer）使得影像在曝光完后能同时将所有画素里的数据暂存到缓冲器里去，因此称为「全幅式曝光」。采用ARAMIS CMOS Sensor做出的数字相机，因为是整个画面同时曝光，可以维持画面的正确性，如(图五)，另外以目前的CMOS制程技术Buffer里的数据可以维持在0.5秒至1秒的时间内多次重复的读取而不影响影像的质量。

《图二 传统的CMOS Image Sensor架构》

《图三 传统的CMOS Image Sensor在拍摄运动中物体时会产生影像的扭曲》

《图四 ARAMIS CMOS Image Sensor架构》

《图五 ARAMIS CMOS Image Sensor可以维持运动中物体画面的正确性》

智能型测光模式

ARAMIS DSC提供一项创新的测光及曝光模式，利用ARAMIS的特性，使影像保留在内存缓冲器上一段很长时间，且又能多次重复读取，不影响影像质量。另外ARAMIS提供了一种On-Sensor的矩阵式测光模式，不需要再额外多加测光表，在影像传感器曝光取像的同时，以矩阵排列方式对环境测光，这样的曝光方式在高单价的单眼相机里是相当常见的，但在中低分辨率的相机里，不增加额外成本又能达到非常精确的曝光量，此乃ARAMIS DSC架构的特色之一，如(图六)。

《图六 ARAMIS DSC的智能型测光操作模式》

智能型影像辨识保全功能

目前市面所使用之保全检测器材大部份利用体温变化方式感测，在使用上经常因为室内温度变化幅度大或猫狗入侵而误触警铃。虽然影像动态侦测是目前保全上较有效的方法，然而大部份系统复杂、价格昂贵难以达成普及应用。

ARAMIS DSC应用全幅式曝光及随机取读特性能轻易比较不同时间点之影像差异，结合简易的影像辨识处理软件能力，在原数字相机架构上添加能区别人员入侵或小动物等辨识能力，在相机取像功能上又增加保全之实用性，堪称在技术上之另一大突破。

随机取读取影像与异步控制技术

ARAMIS采用异步（Asynchronous）频率控制，接口控制非常简单，可以完全不须频率产生器（Clock-less），由程控X-Y地址来随机读取（Random-Access Readout），因此在控制端不需要精准的控制频率电路，MCU可作多任务（Multi-Tasking）安排，摄像曝光亦能作弹性控制，此特点亦为一独特之设计。

智财核心可重复使用

ARAMIS DSC由于特殊的简单控制接口，可以直接搭配任何一种低成本的MCU控制，不需任何频率产生电路，所以ARAMIS所制作的数字相机，基本上只需CMOS Image Sensor、MCU、Memory等三颗主要芯片即可，大幅降低系统复杂度，也大幅降低设计与制造成本。更由于是MCU-based，各功能模块更将构建为可重复使用、验证之设计模块，将耗时费力开发完成的DSC成果达到智能财产核心可重复使用（IP Reusable）之境界。

结论

目前发展数字相机最主要的瓶颈在于影像感测关键零组件掌握度低与产品同构型高所产生之恶质价格竞争。根据行政院经济会委托野村综合研究所所作之「2005年中华民国最具发展潜力之高科技产业计划」报告指出，台湾要发展数字相机产业的努力方向有三：(1)要将数字相机定位为PC外围设备或内建于笔记本电脑内；(2)要发展影像感测IC及影像软件，将关键组件国产化；(3)一边发展关键组件，一边也要建立系统开发能力，并透过PC销售网络来促销。

ARAMIS Sensor是国人自行开发的技术，同时ARAMIS DSC以MCU微处理器作为开发平台，各影像功能模块能重复使用，在产品差异化上亦具备更多弹性。在目前发展数字相机主要的瓶颈在于影像感测等关键零组件掌握度低与产品同构型高所产生的恶质价格竞争环境下，ARAMIS DSC架构应该是另一个不错的选择。

（作者任职于宜霖科技）