CMOS 图像传感器的发展 随着超大规模集成技术的发展，CMOS 图像传感器显示出强劲的发展趋势。CMOS 图像传感器可在单芯片内集成时序和控制电路、A/D 转换、信号处理等功能。本文简单介绍了 CMOS 图像传感器的背景，分析了 CMOS 图像传感器和 CCD 图像传感器的优缺点，综述了目前 CMOS 图像传感器的研究进展。 一、前言 自 60 年代末期美国贝尔实验室开发出固态成像器件和一维 CCD 模型器件以来，CCD 在图像传感、信号处理、数字存储等方面发展迅速。随着CCD 器件的广泛应用，其缺点逐渐显露出来。为此，人们又开发了另外几种固态图像传感器，其中最有发展潜力的是采用标准 CMOS 制造工艺制造的CMOS 图像传感器。 实际上早在70 年代初，国外就已经开发出CMOS 图像传感器，但成像质量不如 CCD，因而一直无法与之相抗衡。90 年代初期，随着超大规模集成技术的飞速发展，CMOS 图像传感器可在单芯片内集成A/D 转换、信号处理、自动增益控制、精密放大和存储等功能，大大减小了系统复杂性，降低了成本，因而显示出强劲的发展势头。此外，它还具有低功耗、单电源、低工作电压(3V～5V)、成品率高，可对局部像元随机访问等突出优点。因此，CMOS 图像传感器重新成为研究、开发的热点，发展极其迅猛，目前已占据低、中分辨领域。现在，CMOS 图像传感器的一些参数性能指标已达到或超过 CCD 。 二、CCD 与 CMOS 的比较 1、成像过程 CCD 和 CMOS 使用相同的光敏材料，因而受光后产生电子的基本原理相同，但是读取过程不同：CCD 是在同步信号和时钟信号的配合下以帧或行的方式转移，整个电路非常复杂，读出速率慢；CMOS 则以类似 DRAM 的方式读出信号，电路简单，读出速率高。 2、集成度 采用特殊技术的CCD 读出电路比较复杂，很难将 A/D 转换、信号处理、自动增益控制、精密放大和存储功能集成到一块芯片上，一般需要 3～8 个芯片组合实现，同时还需要一个多通道非标准供电电压。借助于大规模集成制造工艺，CMOS 图像传感器能非常容易地把上述功能集成到单一芯片上，多数 CMOS图像传感器同时具有模拟和数字输出信号。 3、电源、功耗和体积 CCD 需多种电源供电，功耗较大，体积也比较大。CMOS 只需一个单电源(3V~5 V)供电，其功耗相当于 CCD 的1/10，高度集成CMOS 芯片可以做的相当小。 4、性能指标 CCD 技术已经相当成熟，而 CMOS 正处于蓬勃发展时期，虽然目前高端 CMOS 图像质量暂时不...
