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CMOS图像传感器的构成和组成

科普知识 2023-06-06 08:00:45 半夏之夜

CMOS图像传感器是一种利用CMOS工艺制造的图像传感器,主要利用了半导体的光电效应,和电荷耦合器件(CCD)图像传感器的原理相同。CMOS图像传感器的有源像素由一个光电二极管和一个读出电路构成。下面主要是介绍光电二极管的结构和相应的读出方案。

CMOS图像传感器的工作原理是通过将光线转化为电子信号来捕捉图像,然后将电子信号转化为数字信号。 CMOS图像传感器的像素由一个光电二极管和一个读出电路组成。在感光区域,光子被吸收并产生电荷,然后电荷被收集和放大。读出电路将电荷转换为电压,然后转换为数字信号。

CMOS图像传感器的发展历程中,经历了从质量差、分辨率低、噪声降不下来和光照灵敏度不够的阶段,到现在可以克服这些问题,具有比CCD器件更多的优点。CMOS图像传感器目前主要朝着高分辨率、高动态范围、高灵敏度、超微型化、数字化、多功能化的方向发展,应用范围也会不断拓宽,全球CMOS图像传感器销售量将逐年大幅度增长。

CMOS型固态图像传感器的光检测原理与CCD型类似,都利用了硅的光电效应原理。不同之处在于像素光生电荷的读出方式。典型的CMOS像素阵列是一个二维可编址传感器阵列。传感器的每一列与一个位线相连,行允许线允许所选择的行内每一个敏感单元输出信号送入它所对应的位线上,位线末端是多路选择器,按照各列独立的列编址进行选择。

CMOS图像传感器在医疗影像市场具有多元应用场景,如X-ray、内窥镜、分子成像、光学相干断层扫描以及超声成像。CMOS图像传感器技术正逐渐在行业中创造颠覆性力量,市场发展迅速,行业竞争加剧,韩国和中国出现更多新参与者,成为现有大型企业的潜在障碍,行业完全整合的可能性降低。

CMOS图像传感器是应用广泛的技术,如医疗、工业制造、移动摄影、安防、军工航天等领域都有应用。

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