cmos圖像器件

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1、第五章CMOS圖象器件５.1發(fā)展自90年代初CMOS圖像傳感器重新引起人們的重視以來，已經(jīng)研制出三大類CMOS圖像傳感器CMOS無源像素傳感器（CMOSPPS）CMOS有源像素傳感器（CMOSAPS）CMOS數(shù)字圖像傳感器（CMOSDPS）其中發(fā)展最快的是CMOS有源像素傳感器第五章CMOS圖象器件很多機(jī)構(gòu)主要開發(fā)CMOS有源像素傳感器目的在于提高CMOS圖像傳感器的綜合性能縮小單元尺寸，調(diào)整CMOS工藝參數(shù)，改進(jìn)和完善器件性能。CMOS圖像傳感器是繼CCD圖像傳感器之后最受人們歡迎的多功能攝像器件第五章CMOS圖象器件隨著亞微米、深亞微米和SOICMOS工藝的不斷發(fā)

2、展和器件結(jié)構(gòu)的改進(jìn)，該器件的性能不斷提高。雖然目前CMOS圖像傳感器在高端應(yīng)用領(lǐng)域還與CCD器件有一定的差距，但它的發(fā)展前景是廣闊的目前，CMOS圖像傳感器已成功占領(lǐng)圖像傳感的中低端市場第五章CMOS圖象器件例如汽車尾視、電梯監(jiān)控、超市防盜、高速公路車流量監(jiān)視、網(wǎng)絡(luò)相機(jī)、兒童玩具、手機(jī)相機(jī)、醫(yī)用儀器儀表、星系跟蹤系統(tǒng)等，形成了與CCD圖像傳感器的競爭狀態(tài)國外各大公司和科研機(jī)構(gòu)已經(jīng)開發(fā)出多種類型的CMOS圖像傳感器噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室研制的256×256CMOS圖像傳感器的每個(gè)像素由4個(gè)晶體管和一個(gè)APS構(gòu)成第五章CMOS圖象器件2007年Omnivision公司OV1062

3、0芯片動(dòng)態(tài)范圍達(dá)到110dB。工作溫度為-40攝氏度到105攝氏度。美光科技(MicronTechnology)發(fā)布基于1.75微米像素設(shè)計(jì)技術(shù)的新型CMOS圖像傳感器，具有130萬、300萬和500萬像素三種規(guī)格。三星半導(dǎo)體推出840萬像素的CMOS圖像傳感器第五章CMOS圖象器件國內(nèi)的許多科研院所及公司也開展了CMOS圖像傳感器的研制和應(yīng)用開發(fā)工作，并取得了一定的成績北京大學(xué)和武漢喜馬拉雅數(shù)字成像有限公司共同研制成功了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的30萬像素CMOS數(shù)碼相機(jī)，并且已經(jīng)品化西安交通大學(xué)開元微電子科技有限公司已研制成功了369×287、768×574、640×48

4、0、512×512像素CMOS圖像傳感器第五章CMOS圖象器件北京中星微電子公司在推出30萬～130萬像素CMOS數(shù)碼相機(jī)的基礎(chǔ)上，開發(fā)出具有國際一流水準(zhǔn)的百萬門級超大規(guī)模CMOS數(shù)碼圖像處理芯片“星光一號(hào)”中星微電子研制成功了我國第一枚具有世界領(lǐng)先水平的發(fā)聲圖像處理芯片“星光二號(hào)”，該芯片首次將音頻和視頻固化一體并同步工作第五章CMOS圖象器件上海華虹集團(tuán)和上海亞晨實(shí)驗(yàn)公司開發(fā)的CMOS圖像處理器產(chǎn)品已投放市場。中國科學(xué)院成都光電技術(shù)研究所用CMOSAPS開發(fā)成功了微型星載敏感器成像系統(tǒng)。武漢大學(xué)對CMOS數(shù)字成像技術(shù)在電力系統(tǒng)圖像監(jiān)控中的應(yīng)用進(jìn)行了研究，還開發(fā)成功

5、了CMOS圖像監(jiān)控系統(tǒng)第五章CMOS圖象器件５.2CMOS圖像傳感器的應(yīng)用隨著電子技術(shù)從微米工藝向亞微米和深亞微米工藝方向發(fā)展CMOS圖像傳感器采用超大規(guī)模集成電路工藝，集成度高，可在同一芯片上集成像素陣列和所有驅(qū)動(dòng)、控制電路。一個(gè)芯片就能夠包括一個(gè)視覺產(chǎn)品的全部電學(xué)功能，成本大幅度下降，第五章CMOS圖象器件CMOS圖像傳感器可以用于工業(yè)檢測與自動(dòng)控制，這也是圖像傳感器用量很大的一個(gè)領(lǐng)域，統(tǒng)稱為機(jī)器視覺應(yīng)用其原理主要是通過前端CMOS圖像傳感器獲取圖像信息，再將這信息送到PC或DSP進(jìn)行處理、分析，最后輸出。CMOS圖像傳感器還可以結(jié)合USB作為PC－Camera視

6、頻輸入應(yīng)用目前市場上已有大量的此類產(chǎn)品。第五章CMOS圖象器件此外還有微型攝像機(jī)、汽車尾視、可視電話、視頻會(huì)議、指紋識(shí)別等等都離不開CMOS圖像傳感器目前已有基于CMOS圖像傳感器式的無線攝像內(nèi)窺鏡由CMOS圖像傳感器將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，經(jīng)發(fā)射電路調(diào)制、放大，通過無線收發(fā)的方式傳送到人體外的接收設(shè)備上顯示保存第五章CMOS圖象器件5.3CMOS圖像傳感器的工作原理CMOS圖像傳感器是一種光電轉(zhuǎn)換系統(tǒng)它首先通過光學(xué)透鏡聚焦來自環(huán)境的反射光線，并將它投射于光敏像元陣列上。在像元陣列中光信號(hào)被轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，然后該信號(hào)通過信號(hào)處理電路最后以模擬或數(shù)字信號(hào)的形式輸出。CMOS

7、圖像傳感器由圖2.2所示的幾個(gè)功能模塊組成第五章CMOS圖象器件其中時(shí)鐘控制單元負(fù)責(zé)控制行選通譯碼器和列選通譯碼器，并為像素陣列提供復(fù)位信號(hào)以及整個(gè)芯片的時(shí)鐘信號(hào)第五章CMOS圖象器件該單元一般采用數(shù)字鎖相環(huán)進(jìn)行穩(wěn)頻。模擬信號(hào)處理單元的主要功能是對信號(hào)進(jìn)行放大處理，并清除噪聲等行選通譯碼器與列選通譯碼器配合使用可以實(shí)現(xiàn)圖像窗口的提取功能第五章CMOS圖象器件一個(gè)典型的CMOS像素陣列如圖所示它是一個(gè)二維可編址的傳感器陣列，其結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)的隨機(jī)存儲(chǔ)器（RAM）極為類似。傳感器的每列與一個(gè)位線相連，行選通譯碼允許所選擇的行內(nèi)每個(gè)敏感單元將輸出送入它對應(yīng)的位