CMOS图像传感器的研究始于20世纪60年代末,受当时工艺技术的限制,发展和应用有限。直到20世纪90年代初,随着大规模集成电路设计技术和信号处理技术的提高,CMOS图像传感器才日益受到重视,成为固体图像传感器的研发热点。近几年来,随着集成电路设计技术和工艺水平的长足进步,CMOS图像传感器的一些性能指标已接近甚至超过CCD图像传感器。
在当前市场中,我们可以发现高速图像传感器有三大发展趋势,一是向极高速方向发展,二是向片上特性集成方向发展,三是向通用高速图像传感器方向发展。凭借这一趋势,CMOS图像传感器迅速成为高速成像所青睐的技术。
CMOS图像传感器采用标准CMOS半导体生产工艺,继承了CMOS技术的优点.如静态功耗极低,动态功耗与工作频率成比例。噪声容限大,抗干扰能力很强,特别适用于噪声环境恶劣条件下工作,工作速度较快,只需要单一电源上作等。以上比较不难看出CMOS图像传感器在未来将会有更大的发展空间。
同时,CMOS图像传感器相对于CCD的优点使其得到迅速发展,在工业技术、民用视频技术中得到广泛应用。尽管它还存在电离环境下暗电流稍大、高分辨率、高性能器件行待近一步发展等问题,但相信这些问题能够得以解决,使其在空间技术的相应领域中成为CCD的替代者。
目前国外诸多公司和科研机构已经开发出不同光学格式、多种类型的CMOS图像传感器,并将其应用于工业、国防、交通、通讯、医学及航空等不同领域。其中包括,苏格兰爱丁堡大学和瑞典Linkoping大学的研究人员分别进行了低成本的单芯片成像系统开发,美国喷气推进实验室研究开发了高性能成像系统,其目标是满足NASA对高度小型化、低功耗成像系统的需要。他们在CMOS图像传感器研究方面取得了令人满意的结果,并推动了CMOS图像传感器的快速发展。
为了在CMOS图像传感器技术领域占有一席之地,国内的西安交通大学、华北工学院、中国科学院微电子研究中心等单位都开展了CMOS图像传感器的设计、研制和应用开发等工作,并取得了较大的进展。但是相比较国外的研究情况来说仍处于初级研究阶段,国内更多的CMOS传感器相机都是进口国外。
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