CMOS图像传感器,CMOS图像传感器是什么意思

CMOS图像传感器,CMOS图像传感器是什么意思

CMOS图像传感器和CCD传感器，工作原理类似。用图4.1.3来说明，CMOS图像传感器并不像CCD那样把光生电荷移至电荷电压变化器，而是直接检测每个感光单元下的电荷。对CMOS来说，可以理解为将图4.1.3中的电荷电压转换电路集成到了每个MOS 电容上（这个说法可能不是很准确，由于在分析仪器中CMOS用的比较少，所以没有详细查资料，大家可以讨论下）。
与CMOS图像传感器相比，CCD具有优良的动态范围、较小的背景噪声和较高的光灵敏度。不过，CMOS传感器对功率的要求比CCD要低很多，而且CMOS传感器的成本比CCD的低。在一些不要求高分辨率和低背景噪声的场合，CMOS用的比较多，像现在的中、低端手机的摄像头，基本都采用的是CMOS图像传感器。分析仪器、天文观测仪器、高档数码相机一般都是采用的CCD图像传感器。

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CMOS图像传感器是一种典型的固体成像传感器，与CCD有着共同的历史渊源。CMOS图像传感器通常由像敏单元阵列、行驱动器、列驱动器、时序控制逻辑、AD转换器、数据总线输出接口、控制接口等几部分组成这几部分通常都被集成在同一块硅片上。其工作过程一般可分为复位、光电转换、积分、读出几部分。

在CMOS图像传感器芯片上还可以集成其他数字信号处理电路，如AD转换器、自动曝光量控制、非均匀补偿、白平衡处理、黑电平控制、伽玛校正等，为了进行快速计算甚至可以将具有可编程功能的DSP器件与CMOS器件集成在一起，从而组成单片数字相机及图像处理系统。

1963年Morrison发表了可计算传感器，这是一种可以利用光导效应测定光斑位置的结构，成为CMOS图像传感器发展的开端。1995年低噪声的CMOS有源像素传感器单片数字相机获得成功。

CMOS图像传感器具有以下几个优点：1）、随机窗口读取能力。随机窗口读取操作是CMOS图像传感器在功能上优于CCD的一个方面，也称之为感兴趣区域选取。此外，CMOS图像传感器的高集成特性使其很容易实现同时开多个跟踪窗口的功能。2）、抗辐射能力。总的来说，CMOS图像传感器潜在的抗辐射性能相对于CCD性能有重要增强。3）、系统复杂程度和可靠性。采用CMOS图像传感器可以大大地简化系统硬件结构。4）、非破坏性数据读出方式。5）、优化的曝光控制。值得注意的是，由于在像元结构中集成了多个功能晶体管的原因，CMOS图像传感器也存在着若干缺点，主要是噪声和填充率两个指标。鉴于CMOS图像传感器相对优越的性能，使得CMOS图像传感器在各个领域得到了广泛的应用。