CMOS傳感技術(shù)是目前主要技術(shù)之一，基于CMOS傳感技術(shù)，早已研制出CMOS傳感器。為了增進(jìn)大家對CMOS的認(rèn)識，本文將對CMOS傳感器的工作原理以及CMOS傳感器的影響因素予以介紹。如果你對CMOS具有興趣，不妨繼續(xù)往下閱讀哦。

一、CMOS傳感器工作原理

CMOS技術(shù)最初是應(yīng)用于圖像轉(zhuǎn)換技術(shù)中，但是隨著這項技術(shù)的不斷完善，他現(xiàn)在已經(jīng)不僅僅適用于傳統(tǒng)的工業(yè)圖像處理了。CMOS技術(shù)憑借著它十分優(yōu)越的性能被各種行業(yè)所接納，CMOS技術(shù)被廣泛運(yùn)用于汽車行業(yè)中，使用CMOS圖像轉(zhuǎn)換技術(shù)可以使汽車在駕駛的過程中有著很高的安全性和舒適性。

根據(jù)一些市場調(diào)研公司的報告，在以后的一段時間里，CMOS圖像處理的歐洲市場年成長率將會超過百分之六。在這百分之六中，相機(jī)行業(yè)占據(jù)了很大的規(guī)模，而且還有著不斷增大的趨勢。如果單獨(dú)就圖像傳感器的市場來看，CMOS技術(shù)的年成長率甚至可以達(dá)到百分之三十或者更多。所以說手機(jī)相機(jī)和數(shù)碼單反相機(jī)的普及，也是CMOS技術(shù)能夠得到推廣的主要原因。人們?yōu)槭裁磿绱丝春肅MOS技術(shù)呢，這主要是因為CMOS技術(shù)出色的功效，與其他的圖向處理技術(shù)相比，它有著更高的靈敏度、更強(qiáng)的圖向捕獲能力、以及更高的分辨率。除了這些客觀上的優(yōu)點(diǎn)之外，該項技術(shù)還添加了一些新穎的應(yīng)用。

CMOS傳感器的工作原理是這樣的，它和普通的傳感器不同，它會把每個像素中的電荷數(shù)據(jù)原封不動的傳輸?shù)较乱粋€像素中，不會遺漏任何任何信息。一般情況下，信息還有傳感器最底端輸出的，在經(jīng)過傳感器的邊緣時，通過放大處理之后輸出。

使用CMOS傳感技術(shù)時，每一個像素的旁邊都會有一個放大器，可以把內(nèi)存電路中所存儲的數(shù)據(jù)釋放出來。正是因為經(jīng)過了這一系列處理，所以CMOS傳感器所處理的圖像才可以更加的清晰，受到廣大使用者的喜愛。

二、CMOS傳感器影響因素

1.噪聲

這是影響CMOS傳感器性能的首要問題。這種噪聲包括固定圖形噪聲FPN(Fixedpatternnoise)、暗電流噪聲、熱噪聲等。固定圖形噪聲產(chǎn)生的原因是一束同樣的光照射到兩個不同的象素上產(chǎn)生的輸出信號不完全相同。噪聲正是這樣被引入的。對付固定圖形噪聲可以應(yīng)用雙采樣或相關(guān)雙采樣技術(shù)。具體地說來有點(diǎn)像在設(shè)計模擬放大器時引入差分對來抑制共模噪聲。雙采樣是先讀出光照產(chǎn)生的電荷積分信號，暫存然后對象素單元進(jìn)行復(fù)位，再讀取此象素單元地輸出信號。兩者相減得出圖像信號。兩種采樣均能有效抑制固定圖形噪聲。另外，相關(guān)雙采樣需要臨時存儲單元，隨著象素地增加，存儲單元也要增加。

2.暗電流

物理器件不可能是理想的，如同亞閾值效應(yīng)一樣，由于雜質(zhì)、受熱等其他原因的影響，即使沒有光照射到象素，象素單元也會產(chǎn)生電荷，這些電荷產(chǎn)生了暗電流。暗電流與光照產(chǎn)生的電荷很難進(jìn)行區(qū)分。暗電流在像素陣列各處也不完全相同，它會導(dǎo)致固定圖形噪聲。對于含有積分功能的像素單元來說，暗電流所造成的固定圖形噪聲與積分時間成正比。暗電流的產(chǎn)生也是一個隨機(jī)過程，它是散彈噪聲的一個來源。因此，熱噪聲元件所產(chǎn)生的暗電流大小等于像素單元中的暗電流電子數(shù)的平方根。當(dāng)長時間的積分單元被采用時，這種類型的噪聲就變成了影響圖像信號質(zhì)量的主要因素，對于昏暗物體，長時間的積分是必要的，并且像素單元電容容量是有限的，于是暗電流電子的積累限制了積分的最長時間。

為減少暗電流對圖像信號的影響，首先可以采取降溫手段。但是，僅對芯片降溫是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，由暗電流產(chǎn)生的固定圖形噪聲不能完全通過雙采樣克服。現(xiàn)在采用的有效的方法是從已獲得的圖像信號中減去參考暗電流信號。

3.象素的飽和與溢出模糊

類似于放大器由于線性區(qū)的范圍有限而存在一個輸入上限，對于CMOS圖像傳感芯片來說，它也有一個輸入的上限。輸入光信號若超過此上限，像素單元將飽和而不能進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換。對于含有積分功能的像素單元來說，此上限由光電子積分單元的容量大小決定：對于不含積分功能的像素單元，該上限由流過光電二極管或三極管的最大電流決定。在輸入光信號飽和時，溢出模糊就發(fā)生了。溢出模糊是由于像素單元的光電子飽和進(jìn)而流出到鄰近的像素單元上。溢出模糊反映到圖像上就是一片特別亮的區(qū)域。這有些類似于照片上的曝光過度。溢出模糊可通過在像素單元內(nèi)加入自動泄放管來克服，泄放管可以有效地將過剩電荷排出。但是，這只是限制了溢出，卻不能使象素能真實還原出圖像了。

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