CMOS圖像傳感器通常由像敏單元陣列、行驅(qū)動(dòng)器、列驅(qū)動(dòng)器、時(shí)序控制邏輯、AD轉(zhuǎn)換器、數(shù)據(jù)總線(xiàn)輸出接口、控制接口等組成，它們通常都被集成在同一塊硅片上，工作過(guò)程大致可以分為復(fù)位、光電轉(zhuǎn)換、積分和讀出幾個(gè)階段。CMOS圖像傳感器每個(gè)像素都包含感光二極管、浮動(dòng)式擴(kuò)散層、傳輸電極門(mén)、起放大作用的MOSFET等元件。在曝光階段，感光二極管完成光電轉(zhuǎn)換，產(chǎn)生信號(hào)電荷。曝光結(jié)束后，信號(hào)電荷被傳送到浮動(dòng)式擴(kuò)散層，并由MOSFET電極門(mén)拾取，最終將電荷信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)。

CMOS圖像傳感器的主要技術(shù)路線(xiàn)

當(dāng)前，CMOS圖像傳感器市場(chǎng)的主要技術(shù)路線(xiàn)包括幾個(gè)方面，一是像素提升與尺寸優(yōu)化，隨著消費(fèi)者對(duì)圖像質(zhì)量要求的不斷提高，CMOS圖像傳感器廠商不斷追求更高的像素?cái)?shù)。大尺寸傳感器能夠捕獲更多的光線(xiàn)，提高圖像的清晰度和動(dòng)態(tài)范圍。尤其是在智能手機(jī)領(lǐng)域，一些高端機(jī)型開(kāi)始采用1英寸甚至更大尺寸的傳感器。二是背照式與堆棧式結(jié)構(gòu)，相比傳統(tǒng)的前照式傳感器，背照式結(jié)構(gòu)將光電二極管置于硅片的上層，使得光線(xiàn)能夠直接照射到光電二極管上，從而提高了光線(xiàn)的利用效率，增強(qiáng)了感光性能。在背照式的基礎(chǔ)上，堆棧式結(jié)構(gòu)進(jìn)一步將電路層移至感光元件的底層，縮小了芯片的整體面積，并優(yōu)化了電路噪聲抑制，從而實(shí)現(xiàn)了更高的圖像質(zhì)量和更快的處理速度。三是動(dòng)態(tài)范圍與低光性能，為了實(shí)現(xiàn)更好的圖像質(zhì)量，CMOS圖像傳感器廠商不斷研發(fā)新的HDR技術(shù)，如多幀合成、高低轉(zhuǎn)換增益電路（DCG）等，以提高傳感器的動(dòng)態(tài)范圍。通過(guò)優(yōu)化像素結(jié)構(gòu)、提高光電轉(zhuǎn)換效率以及采用先進(jìn)的信號(hào)處理技術(shù)，CMOS圖像傳感器在低光環(huán)境下的表現(xiàn)也得到了顯著提升。四是高速讀取與全局快門(mén)，為了滿(mǎn)足視頻拍攝和高速運(yùn)動(dòng)捕捉等需求，CMOS圖像傳感器需要具備較快的讀取速度。堆棧式結(jié)構(gòu)和全局快門(mén)技術(shù)的應(yīng)用都有助于提高傳感器的讀取速度。全局快門(mén)技術(shù)能夠同時(shí)曝光整個(gè)傳感器陣列的所有像素，從而避免了滾動(dòng)快門(mén)可能產(chǎn)生的扭曲和變形。這種技術(shù)在高速攝影、工業(yè)檢測(cè)等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。五是智能化與集成化，為了提升圖像處理的效率和效果，一些CMOS圖像傳感器開(kāi)始集成AI處理單元。這些單元能夠?qū)崟r(shí)分析圖像內(nèi)容，優(yōu)化拍攝參數(shù)，實(shí)現(xiàn)更智能的攝影體驗(yàn)。

思特威、長(zhǎng)光辰芯推出高分辨率圖像傳感器新品

近日，多家公司發(fā)布CMOS圖像傳感器新品，如思特威，推出了兩款高分辨率圖像傳感器——SC635HAI和SC532HAI，分別具備6MP和5MP的分辨率。作為安防市場(chǎng)新主流分辨率圖像傳感器，兩款背照式產(chǎn)品基于思特威SmartClarity-3工藝技術(shù)打造，搭載了Lightbox IR、ColGain HDR、SmartAOV等多項(xiàng)先進(jìn)技術(shù)，具備高感度、高動(dòng)態(tài)范圍、高溫成像、低功耗等優(yōu)勢(shì)性能。據(jù)介紹，通過(guò)背照式像素架構(gòu)設(shè)計(jì)和SFCPixel專(zhuān)利技術(shù)，以及Lightbox IR近紅外增強(qiáng)技術(shù)，兩款傳感器在可見(jiàn)光與近紅外波段下實(shí)現(xiàn)了優(yōu)異的感光性能，即使在黑暗環(huán)境下也能提供清晰明亮、低噪點(diǎn)的影像。兩款產(chǎn)品支持雙重曝光行交疊HDR（2-exposure Staggered HDR）和單幀曝光ColGain HDR兩種模式，顯著提升動(dòng)態(tài)范圍，能夠呈現(xiàn)明暗細(xì)節(jié)清晰、運(yùn)動(dòng)無(wú)拖影的高質(zhì)感畫(huà)面。得益于內(nèi)部電路模塊的精準(zhǔn)化控制設(shè)計(jì)，兩款傳感器均擁有出色的低功耗性能，有助于降低攝像頭整機(jī)的功耗。

SC635HAI和SC532HAI的高分辨率和優(yōu)異性能，使其非常適用于安防監(jiān)控和消費(fèi)類(lèi)IoT應(yīng)用。在全天候、遠(yuǎn)距離監(jiān)控場(chǎng)景中，如人形偵測(cè)、車(chē)牌識(shí)別等，這兩款傳感器能夠提供卓越的3K高清夜視全彩影像，提升監(jiān)控系統(tǒng)的識(shí)別速度和準(zhǔn)確率。此外，它們還支持家用IoT攝像頭、戶(hù)外太陽(yáng)能4G攝像頭等設(shè)備的節(jié)電工作需求。

長(zhǎng)光辰芯近期發(fā)布了16MP全局快門(mén)CMOS圖像傳感器——GAMX4416，該產(chǎn)品繼承了GMAX系列產(chǎn)品的低噪聲、優(yōu)異的PLS等特性，并增加了片上binning、HDR（高動(dòng)態(tài)范圍）等新的功能。這些特性使得該傳感器在運(yùn)動(dòng)捕捉、航空測(cè)繪、AOI（自動(dòng)光學(xué)檢測(cè)）等領(lǐng)域具有更強(qiáng)的應(yīng)用能力和更高的性能表現(xiàn)。GAMX4416有效分辨率為4096 (H) x 4096 (V)，即16MP，能夠捕捉更多細(xì)節(jié)，提供更清晰的圖像。采用全局快門(mén)像素設(shè)計(jì)，能夠有效避免運(yùn)動(dòng)模糊，特別適用于高速運(yùn)動(dòng)物體的拍攝。讀出噪聲低，有助于提高圖像的信噪比，使圖像更加干凈、清晰。HDR功能使得傳感器在強(qiáng)光和弱光環(huán)境下都能保持較好的圖像質(zhì)量?；谝陨咸匦裕L(zhǎng)光辰芯的16MP全局快門(mén)CMOS圖像傳感器在多個(gè)領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。如，在工業(yè)自動(dòng)化、智能制造等領(lǐng)域，該傳感器可用于高精度檢測(cè)、圖像識(shí)別等任務(wù)。在光譜學(xué)、天文學(xué)、高能物理等科學(xué)研究中，該傳感器可提供高質(zhì)量的圖像數(shù)據(jù)支持。在廣電、影視制作等領(lǐng)域，該傳感器可用于高清攝像、無(wú)人機(jī)拍攝等場(chǎng)景。

寫(xiě)在最后

從發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看，CMOS圖像傳感器市場(chǎng)將繼續(xù)保持穩(wěn)定增長(zhǎng)的態(tài)勢(shì)。一方面，隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和創(chuàng)新，CMOS圖像傳感器的性能將不斷提升；另一方面，隨著物聯(lián)網(wǎng)、可穿戴設(shè)備等新興市場(chǎng)的興起，CMOS圖像傳感器的應(yīng)用領(lǐng)域也將不斷拓展。