COMS视觉传感器ppt课件.ppt

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1、CMOS图像传感器概述现代人类的生活中，人们迫切需要获取各类信息，其中以视觉器官为渠道获取的图像信息居多。随着半导体技术水平的不断提高，图像传感器作为目前视觉信息获取的一种基础器件，因其能实现信息的获取、转换和视觉功能的扩展，给出直观、多层次、内容丰富的可视图像信息。因而在现代社会中得到了越来越广泛的应用。目前，图像传感器主要分两类，电荷藕合器件（CCD)和互补金属氧化物场效应管(CMOS)图像传感器。而随着科学技术的发展，CMOS图像传感器以其紧凑的结构、较低的制造成本以及高的集成度而逐渐占据了越来越多的市场份额。广泛用于各种场合。最常见的就是手机的相机以及照相机了。CCD

2、传感器COMS传感器CMOS传感器在相机拍照中的应用数码相机在拍摄照片或是视频时，取到的景物的光线会进入镜头，入射光会通过镜头聚焦在光电传感器上，光电转换器件感光阵列可以将光信号转变成一一对应的模拟电信号，然后把得到的模拟电信号经过数模转换器后转变成二进制数字信号，最后使用数码像机中固化的程序(压缩算法)按照指定的文件格式，然后转移到CMOS的移位寄存器中，在转移脉冲的作用下顺序地移出器件，再将图像以二进制数的形式存入存储介质中。通过接口可把这些图像传送到计算机中存入文件，通过相关软件就可在电脑屏幕上显示出照片，并且可以根据实际的要求对图像进行近一步处理和优化，还可以用彩色喷

3、墨打印机或激光打印机将照片放大打印出来。数码相机的输出信号也可以直接传送给数字录像机存入录像带或传送给光盘刻录机存入光盘。一般来说，数码相机的成像质量的好坏与图像传感器感光阵列上光电传感元件的总数有关。像素越多的相机，那么分辨率就越高，图像的清晰程度就越好CMOS传感器在手机拍照中的应用当被拍摄景物通过镜头照射到CMOS传感器上之后，CMOS彩色图像传感器将图像转换为串行模拟脉冲信号，经过A/D转换，送DSP数字信号处理器处理。处理后的数字图像信号以YUV422的亮度和色度信号比例，送液晶显示。按手机上的拍照键选定拍照后，图像数据存入存储器。市场上目前最常见的图像传感器有两种

4、，分别是CCD和CMOS传感器，相比于CCD视觉传感器来说，CMOS的制造成本更低，功耗也更低，随着近些年的科技发展，CMOS传感器客服了他固有的一些缺点，在市场上所占据的份额也在逐渐的增大。目录信息获取信号处理Addyourtext指导运动Addyourtext5CMOS图像传感器的工作原理光敏元件，是CMOS的重要感光器件，常用的是光电二极管。光电二极管利用的是半导体的光生伏特效应。当光子入射到PN结形成的耗尽层内时，PN结内的原子吸收光子能量，并产生本征吸收，激发出电子—空穴对，在耗尽区内建电场的作用下，空穴被拉到P区，电子被拉到N区，形成反向电流即光电流。简而言之，C

5、MOS图像传感器和CCD图像传感器在光检测方面都是基于硅的光电效应。CMOS发展的三个阶段CMOS无源像素传感器(CMOS-PPS,PassivePixelSensor)CMOS有源像素传感器（CMOS-APS,ActivePixelSensorCMOS数字像素传感器（CMOS-DPS,DigitalPixelSensor1.CMOS无源传感器主要是由光电二极管和开关管组成量子效率较高，但读出噪声大2、CMOS有源像素传感器A、光敏二极管型有源像素结构（PD-APS）主要由光电二极管、若干放大器和开关管组成灵敏度高、功耗低，但是像素单元尺寸大、填充系数小2、CMOS有源像素传

6、感器B、光栅型有源像素结构（PG-APS）主要由光栅PG、若干放大器和开关管组成灵敏度高、功耗低，但是像素单元尺寸大、填充系数小3、CMOS数字像素传感器a、芯片级ADC的数字图像传感器芯片上集成一个A/D转换器,每个像素的输出都要经过该ADC转换后输出2、CMOS有源像素传感器b、列级ADC的数字图像传感器图像传感器阵列的一列共用一个ADC，从而构成一个ADC线阵列.ADC在并行方式下，对逐列信号进行AD转换2、CMOS有源像素传感器c、像素级ADC的数字图像传感器图像传感器的每一个像元或者邻近的一个像元组对应一个ADC，而ADC在并行方式下工作。CMOS图像传感器件的工作

7、流程CMOS图像传感器的功能很多，结构也很复杂，一般而言，CMOS图像传感器内部由像敏单元，行、列开关，地址译码器和A/D转换器、预处理电路等许多部分组成，这就需要有一个流程使诸多的组成部分按照一定的程序进行，以便协调各组成部分的工作。为了实施工作流程，还需设置时序脉冲，利用它的时序关系去控制各部分的运行顺序，用时钟信号的电平或者前后沿去适应各组成部分的电器性能。CMOS图像传感器的典型工作流程如下图所示：(1)初始化初始化过程要设置器件的工作模式，如输出偏压、放大器的增益、取景器是否开通等，还要设定积