CMOS传感器参数及应用
21ic 2024-06-21

CMOS的使用,为现代应用带来了诸多好处。目前,CMOS传感技术已应用于需多设备。为增进大家对CMOS的认识,本文将对CMOS图像传感器参数以及CMOS应用予以介绍。如果你对CMOS具有兴趣,不妨继续往下阅读哦。

一、CMOS图像传感器参数

1、传感器尺寸

CMOS图像传感器的尺寸越大,则成像系统的尺寸越大,捕获的光子越多,感光性能越好,信噪比越低。目前,CMOS图像传感器的常见尺寸有1英寸、2/3英寸、1/2英寸、1/3英寸、1/4英寸等。


2、像素总数和有效像素数

像素总数是指所有像素的总和,像素总数是衡量CMOS图像传感器的主要技术指标之一。CMOS图像传感器的总体像素中被用来进行有效的光电转换并输出图像信号的像素为有效像素。显而易见,有效像素总数隶属于像素总数集合。有效像素数目直接决定了CMOS图像传感器的分辨能力。

3、动态范围

动态范围由CMOS图像传感器的信号处理能力和噪声决定,反映了CMOS图像传感器的工作范围。参照CCD的动态范围,其数值是输出端的信号峰值电压与均方根噪声电压之比,通常用DB表示。

4、灵敏度

图像传感器对入射光功率的响应能力被称为响应度。对于CMOS图像传感器来说,通常采用电流灵敏度来反映响应能力,电流灵敏度也就是单位光功率所产生的信号电流。

5、分辨率

分辨率是指CMOS图像传感器对景物中明暗细节的分辨能力。通常用调制传递函数(MTF)来表示,同时也可以用空间频率(lp/mm)来表示。

6、光电响应不均匀性

CMOS图像传感器是离散采样型成像器件,光电响应不均匀性定义为CMOS图像传感器在标准的均匀照明条件下,各个像元的固定噪声电压峰峰值与信号电压的比值。

7、光谱响应特性

CMOS图像传感器的信号电压Vs和信号电流Is是入射光波长λ的函数。光谱响应特性就是指CMOS图像传感器的响应能力随波长的变化关系,它决定了CMOS图像传感器的光谱范围。


二、CMOS应用

1、在医学上的应用

在医疗领域,可将CMOS图像传感器应用于一种医疗X射线机,该机的优点是病人所承受X射线的剂量较小,比传统方式的1%还要低,同时其形成的数字图像不仅比X射线胶片更易保存,而且由于它可以进行进一步的修改、比较等操作,所以可以为医生提供诊断和治疗帮助。1998年IEEE国际固体电路会议上,Photobit的一篇文章是关于一种CMOS牙齿X射线芯片,这个芯片是放在病人的口中来检测X射线辐射,并合成图像。2000年还提出用CMOS图像传感器和一个微电子激励器实现一种视网膜植入系统,这个系统用电子激励为有感光恶化的病人提供视觉感受。美光公司曾经为许多客户定制设?quot;药丸式摄像机(Cameral-in-a-Pilly)"并成功地将一个超低功耗的微型CMOS图像传感器放在一个特制药丸内,病人服下此药丸以后可以让医生清楚地看到胃里的情况,从而更好地实现治疗。

CMOS图像传感器除用于医用X射线产品外,还可用CMOS图像传感器组装成超微型摄像机,心脏外科医生可以在患者胸部安装一个微型CMOS摄像机(俗称"电子眼"),以便在手术后监视手术效果,CCD图像传感器就很难实现这种应用。

除了在医学领域应用外。CMOS图像传感器将广泛用于保安监控、可视门铃、视频电子邮件、汽车尾视、数码相机、可视电话、视频会议、指纹识别,视觉玩具、星载、制导、医疗等等。

2、CMOS图像传感器的市场

据美国国际市场调查公司的统计和预测报告显示,1997年,全球CMOS图像传感器的销售总额为0.54亿美元,1998年增至2.18亿美元;1999年增至10.03亿美元,2000年增至20.58亿美元;2001年增至36.78亿美元;2005年突破100亿美元。iSuppli公司市场情报服务部门日前预测,2005年CMOS图像传感器单位出货量将由2001年的1800万个增长至7200万个。其中,2005年CMOS图像传感器出货量占所有图像传感器的比例将由2001年的23%提高至47%。In-Stat预测CMOS图像传感器的价格将从1999年的10美元下跌至2004年的5美元以下。到2004年,预计置入移动设备的CMOS相机全球市场将达到6000万部,销售额达到3亿美元。专家们认为,21世纪初全球CMOS图像传感器市场将在PC摄像机,移动通信市场、数码相机、摄像机市场、游戏机市场等领域获得大幅度增长,呈现出一派红红火火的兴旺景象。 

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