更添生活色彩——CMOS图像传感器

1、更添生活色彩CMOS图像传感器     论文代写  原创论文  论文发表 期刊发表 解决论文问题 代写计算机论文  代写论文 代写计算机硬件论文 【关键词】:图像传感器:数码相机;图像采集 ；论文代写网 图像传感器属于光电产业里的光电元件类,随着数码技术、半导体制造技术以及网络的迅速发展,目前市场和业界都面临着跨越各平台的视讯、影音、通讯大整合时代的到来,勾划着未来人类的日常生活的美景。以其在日常生活中的应用,无疑要属数码相机产品,其发展速度可以用日新月异来形容。短短的几年,数码相机就由几十万像素,发展到

2、400、500万像素甚至更高。不仅在发达的欧美国家,数码相机已经占有很大的市场,就是在发展中的中国,数码相机的市场也在以惊人的速度在增长,因此,其关键零部件-图像传感器产品就成为当前以及未来业界关注的对象,吸引着众多厂商投入。以产品类别区分,图像传感器产品主要分为CCD、CMOS以及CIS传感器三种。文章将主要简介CMOS传感器的技术和产业发展现状。 1. CMOS 图像传感器 CMOS图像传感器于80年代发明以来,由于当时CMOS工艺制程的技术不高,以致于传感器在应用中的杂讯较大,商品化进程一直较慢。时至今日,CMOS传感器的应用范围也开始非常的广泛,包括数码相机 、PC Camera、影像

3、电话、第三代手机、视讯会议、智能型保全系统、汽车倒车雷达、玩具,以及工业、医疗等用途。在低档产品方面,其画质质量已接近低档CCD的解析度,相关业者希望用CMOS器件取代CCD的努力正在逐渐明朗。CMOS传感器有可细分为:被动式像素传感器CMOS与主动式像素传感器CMOS。 CMOS图像传感器是多媒体产品中不可或缺的重要器件之一,也是数码相机、监控设备、图像采集设备中的核心器件。CMOS的全称是Complementary Metal-Oxide Semiconductor,有"互补金属氧化物半导体"的意思。随着数码相机、手机相机的兴起以及对图像质量要求的不断提高,更加突显了图

4、像传感器的重要作用。 2. CMOS图像传感器的工作原理 CMOS采用感光元件作为影像捕获的基本手段,感光元件的核心都是一个感光二极管,该二极管在接受光线照射之后能够产生输出电流,而电流的强度则与光照的强度对应但在周边组成上。CMOS感光元件的构成就比较复杂,除处于核心地位的感光二极管之外,它还包括放大器与模数转换电路,每个像点的构成为一个感光二极管和三颗晶体管,而感光二极管占据的面积只是整个元件的一小部分,造成CMOS传感器的开口率远低(开口率:有效感光区域与整个感光元件的面积比值);这样CMOS感光元件所能捕捉到的光信号明显小于,灵敏度较低;体现在输出结果上,就是CMOS传感器捕捉到的图像

5、内容不太丰富,图像细节丢失情况严重且噪声明显,这也是早期CMOS传感器只能用于低端场合的一大原因。CMOS开口率低造成的另一个麻烦在于,随着它的像素点密度的提高,感光元件的比重面积将因此缩小,而CMOS开口率太低,有效感光区域小得可怜,图像细节丢失情况会愈为严重。这也是CMOS长期以来都未能进入主流数码相机市场的重要原因之一。 3. CMOS图像传感器的优势 CCD和CMOS在制造上的主要区别是CCD是集成在半导体单晶材料上,而CMOS是集成在被称做金属氧化物的半导体材料上,工作原理没有本质的区别。CCD只有少数几个厂商例如索尼、松下等掌握这种技术。而且CCD制造工艺较复杂,采用CCD的摄像头

6、价格都会相对比较贵。事实上经过技术改造,目前CCD和CMOS的实际效果的差距已经减小了不少。 与CCD相比,CMOS具有体积小,耗电量不到CCD的1/10,售价也比CCD便宜1/3的优点。 与CCD产品相比,CMOS是标准工艺制程,可利用现有的半导体设备,不需额外的投资设备,且品质可随著半导体技术的提升而进步。同时,全球晶圆厂的CMOS生产线较多,日后量产时也有利于成本的降低。 CMOS传感器具有高度系统整合的条件。理论上,所有图像传感器所需的功能,例如垂直位移、水平位移暂存器、时序控制、CDS、ADC等,都可放在集成在一颗晶片上,甚至于所有的晶片包括后端晶片、快闪记忆体等也可整合成单晶片,以

7、达到降低整机生产成本的目的。 4. 高速图像传感器的市场趋势 目前,CMOS是高速成像所青睐的技术。在当前市场中,我们可以发现高速图像传感器有三大发展趋势,一是向极高速方向发展,二是向片上特性集成方向发展,三是向通用高速图像传感器方向发展。 高速成像领域还有另一种趋势,就是把高速ADC、时序发生器、LVDS发射器和校正算法的片上集成趋势。这种图像传感器通常在速度和灵敏度方面不如上述图像传感器,但在易用性和系统集成功能方面颇有长处。目前市场上新兴的第三种图像传感器就是通用高速图像传感器。具有模拟输出或不具有时序发生器功能的老式(简单式)通用图像传感器正在被速度更快、更复杂的图像传感器所取代。这种

8、新型图像传感器使我们能在较短时间内就设计出通用高速摄像头。 从产品的技术发展趋势看,体积小型化及高像素化仍是业界积极研发的目标。因为像素大则图像产品的分辨率越高,清晰度越好,体积越小,其应用面更广泛。 参考文献 1 李清勇, 罗四维, 史忠植. 基于独立纹元矩的纹理图像检索J. 计算机辅助设计与图形学学报, 2007. 2 安志勇, 曾智勇, 周利华. 基于Radon和小波变换的纹理图像检索J. 北京邮电大学学报, 2007. 3 张恒博, 欧宗瑛. 一种基于颜色基元共生矩阵的图像检索方法J. 计算机工程, 2007. 4 彭辉. 基于纹理特征的图像分类识别J. 计算机与信息技术, 2007. 5 田卉, 覃团发, 梁琳. 综合颜色、纹理、形