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。為了增進大家對CMOS的認識，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到百分之三十或者更多。所以說手機相機和數(shù)碼單反相機的普及，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)點之外，該項技術(shù)還添加了一些新穎的應用。

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用雙采樣或相關(guān)雙采樣技術(shù)。具體地說來有點像在設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行復位，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)生的電荷很難進行區(qū)分。暗電流在像素陣列各處也不完全相同，它會導致固定圖形噪聲。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，僅對芯片降溫是遠遠不夠的，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?，F(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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