CMOS图像传感器教学文案

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图像传感器课程设计

图像传感器课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解图像传感器的定义、分类和工作原理；2. 掌握图像传感器在数码相机、手机等日常电子产品中的应用；3. 了解图像传感器在科学研究、医疗、安防等领域的实际应用。

技能目标：1. 能够描述不同类型图像传感器的工作原理及其优缺点；2. 学会使用图像传感器进行基本的数据采集和处理；3. 能够运用图像传感器解决实际问题，进行简单的项目设计。

情感态度价值观目标：1. 培养学生对图像传感器的兴趣，激发他们探索科学技术的热情；2. 增强学生的团队协作意识，培养他们在项目实践中的沟通与协作能力；3. 提高学生对图像传感器在科技发展和社会生活中的重要性的认识，培养他们的社会责任感。

课程性质：本课程为电子技术及应用领域的一门实用技术课程，旨在让学生了解图像传感器的原理和应用，培养他们的实践能力和创新精神。

学生特点：学生处于高年级阶段，具备一定的电子技术基础知识，对新技术和新应用具有较强的兴趣和探究欲望。

教学要求：结合学生特点，注重理论与实践相结合，充分调动学生的主观能动性，引导他们通过项目实践，掌握图像传感器的相关知识。

在教学过程中，注重培养学生的团队合作能力和实际操作能力，提高他们的科技素养。

二、教学内容1. 图像传感器基础知识：- 图像传感器的定义与分类；- 图像传感器的工作原理；- 图像传感器的性能参数。

2. 图像传感器的应用：- 数码相机、手机等日常电子产品中的应用；- 科学研究、医疗、安防等领域的实际应用案例。

3. 图像传感器项目实践：- 图像传感器选型与数据采集；- 基于图像传感器的数据处理与分析；- 设计简单的图像传感器应用项目。

教学大纲：第一课时：图像传感器基础知识- 引入图像传感器的概念，介绍不同类型的图像传感器；- 讲解图像传感器的工作原理及其性能参数。

第二课时：图像传感器应用- 分析图像传感器在日常电子产品中的应用；- 介绍图像传感器在科学研究、医疗、安防等领域的实际应用案例。

CMOS图像传感器原理及应用

总结词
随着消费者对高清晰度图像的需求增加，CMOS图像传感器的像素尺寸不断增大，同时分辨率也在逐步提高。
详细描述
为了满足市场对高清晰度图像的需求，CMOS图像传感器厂商不断推出具有更大像素尺寸和更高分辨率的产品。这使得图像传感器能够捕捉到更多的细节，提供更丰富的色彩和更准确的图像还原。
高速和高动态范围性能的追求
帧率
帧率是指传感器能够以每秒拍摄的图像帧数。帧率越高，传感器能够捕捉到的动态场景就越流畅。
04 CMOS图像传感器的应用领域
消费电子产品
数码相机
CMOS图像传感器广泛应用于数码相机中，提供高清晰度的照片和视频。
智能手机
智能手机中的后置和前置摄像头都采用了CMOS传感器，以实现高质量的拍照和视频通话。
平板电脑
平板电脑中的摄像头也使用了CMOS传感器，为用户提供便捷的拍摄功能。
工业和医疗领域
工业检测
CMOS传感器在工业领域中用于生产线上的检测和质量控制，提高生产效率和产品质量。
医疗影像
CMOS传感器可以用于医疗设备中，如内窥镜和显微镜，提供高清晰度的图像，有助于医生进行诊断和治疗。
安全监控和无人驾驶
需要进一步研究和解决的问题
噪声抑制
动态范围与分辨率
CMOS图像传感器易受到噪声干扰，如何有效抑制噪声、提高图像质量是亟待解决的问题。
进一步提高CMOS图像传感器的动态范围和分辨率，以满足更高要求的图像采集需求。
集成与小型化
低功耗设计
随着应用领域的不断拓展，对CMOS图像传感器的集成度和尺寸要求也越来越高，需要研究更先进的工艺和设计方法。
安全监控
CMOS传感器广泛应用于安全监控领域，为公共场所和私人住宅提供高清视频监控，提高安全保障。

CMOS图像传感器-Flicker讲课讲稿

C M O S图像传感器-
F l i c k e r
Sensor在日光灯作为光源下获取图像数据时会产生flicker，其根本原因是照在不同pixel上光能量不同产生的，所接受的光能量的不同也就是图像的亮度的不同。

电源的频率有两种标准：50Hz（大陆）和60Hz（台湾、日本）的正弦波形，当然能量是没有方向性的，因此对应的能量是一个频率为100Hz和120Hz 的波形，如下图1所示：
图1、60Hz电源频率及能量波形
由于能量在时间方向上的波形，照在sensor上就使每一个pixel产生在时间方向上的相应波形，由于CMOS sensor的曝光方式是一行一行的方式进行的，任何一个pixel的曝光时间是一样的，也就是同一行上的每个pixel的曝光开始点和曝光的时间都是一模一样的，所以同一行的所有点所接受到的能量是一样的，而在不同行之间虽然曝光时间都是一样的，但是曝光的开始点是不同的，所以不同行之间所接受到的能量是不一定相同的。

由此产生sensor出来的图像可能在图像高度方向上会有相应的波形，如下图2：
图2，sensor图像数据能量示意图
为了使不同行之间所接受的能量相同，就必须找一个特定的条件，使得每一行即使曝光开始点不同，但是所接受的光能量是相同的，这样就避开了flicker，这个特定的条件就是曝光时间必须是光能量周期的整数倍时间。

图像传感器课程设计

图像传感器课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生理解图像传感器的定义、分类和工作原理，掌握相关基础知识；2. 使学生了解图像传感器在现实生活中的应用，如数码相机、监控设备等；3. 引导学生掌握图像传感器的主要性能指标，如分辨率、灵敏度、动态范围等。

技能目标：1. 培养学生运用图像传感器知识分析和解决实际问题的能力；2. 提高学生通过查阅资料、进行实验等方式，探索图像传感器新技术的能力；3. 培养学生动手操作和团队合作的能力，进行简单的图像传感器实验。

情感态度价值观目标：1. 激发学生对图像传感器技术及其应用的兴趣，提高学习积极性；2. 培养学生关注科技发展，关注图像传感器在生活中的应用，增强社会责任感；3. 引导学生认识到图像传感器技术在信息安全、隐私保护等方面的重要性，培养正确的价值观。

分析课程性质、学生特点和教学要求：本课程为电子信息技术领域的拓展课程，针对八年级学生设计。

学生在本阶段已具备一定的物理和数学基础，对电子技术有一定了解。

课程要求紧密结合教材，注重理论与实践相结合，强调学生的参与和体验，培养创新思维和动手能力。

二、教学内容1. 图像传感器基础知识：- 图像传感器的定义、分类和工作原理；- 图像传感器的主要性能指标：分辨率、灵敏度、动态范围等。

2. 图像传感器的应用领域：- 数码相机、监控设备等生活中的应用；- 工业检测、医疗影像等领域的应用。

3. 教学大纲：- 第一章：图像传感器概述（1课时）- 1.1 图像传感器的定义与分类- 1.2 图像传感器的工作原理- 第二章：图像传感器性能指标（1课时）- 2.1 分辨率- 2.2 灵敏度- 2.3 动态范围- 第三章：图像传感器应用案例（1课时）- 3.1 生活领域的应用- 3.2 工业及医疗领域的应用- 第四章：图像传感器实验（2课时）- 4.1 实验一：图像传感器的基本操作- 4.2 实验二：图像传感器性能测试教学内容安排和进度：本教学内容共5课时，按照教学大纲的章节顺序进行。

cmos图像传感器ppt课件可编辑全文

数码相机传感器尺寸
单反相机一般采用的是大尺寸的APS-C画幅感光元件，而有些卡片相机采用的是1/2.3英寸感光元件，虽然它们可能都拥1800万像素，但是区别在于二者的单个像素宽度不同。APS-C画幅、1800万像素感光元件的每一个像素宽约为4.3微米，而1/2.3英寸、1800万像素感光元件的每一个像素宽约有1.68微米。
6.6
11.00
1/1.7英寸 7.76
5.82
9.70
1/2.3英寸 6.16
4.62
7.70
1/3.2英寸 4.13
3.05
5.13
面积 864.00 518.94 372.88 332.27 261.80 224.90 116.16 58.08 45.16 28.46 12.60
数码相机的像素:
尾端各有3个像元为虚设单元。
图9.SXGA型图像传感器的像敏区结构
六、典型CMOS图像传感器
SXGA型CMOS成像器件的光谱特性如图10所示。
图10.SXGA型图像传感器的光谱响应特性曲线
六、典型CMOS图像传感器
SXGA型CMOS成像器件的输出特性如图11所示。曲线的线性段的动态范围仅为66dB。若采用对数放大
图5.主动式像敏单元结构的基本电路
图6.主动式像敏单元时序图
三、CMOS图像传感器的像敏单元结构
主动式像素结构（Active Pixel Sensor.简称APS），又叫有源式，几乎在CMOS PPS像素结构发明的同时，人们很快认识到在像素内引入缓冲器或放大器可以改善像素的性能，在CMOS APS中每一像素内都有自己的放大器。集成在表面的放大晶体管减少了像素元件的有效表面积，降低了“封装密度”，使40%～50%的入射光被反射。这种传感器的另一个问题是，如何使传感器的多通道放大器之间有较好的匹配，这可以通过降低残余水平的固定图形噪声较好地实现。由于CMOS APS像素内的每个放大器仅在此读出期间被激发，所以CMOS APS的功耗比CCD图像传感器的还小。

第一部分第三章CMOS图像传感器

CMOS成像器件的组成像敏单元结构工作流程和辅助电路
3.2 CMOS成像器件的原理结构
3.2.1 CMOS成像器件的组成
它的主要组成部分是像敏单元阵它的主要组成部分是像敏单元阵组成部分是列和MOS场效应管集成电路，而且场效应管集成电路，列和场效应管集成电路这两部分是集成在同一硅片上的；这两部分是集成在同一硅片上的；像敏单元阵列由光电二极管阵列构成。如图中所示的像敏单元阵列按X 构成。如图中所示的像敏单元阵列按
3.2 CMOS成像器件的原理结构
3.2.1 CMOS成像器件的组成
图像信号的输出过程：
在Y方向地址译码器（可以采用移位寄存器）的控制下，依次序接通每行像敏单元上的模拟开关（图中标志的Si,j），信号将通过行开关传送到列线上；通过X方向地址译码器（可以采用移位寄存器）的控制，输送到放大器。由于信号经行与列开关输出，因此，可以实现逐行扫描或隔行扫描的输出方式。也可以只输出某一行或某一列的信号。
CMOS图像传感器的功能很多，组成也很复杂。由像敏单元，行列开关，地址译码器，A/D转换器等许多部分组成较为复杂的结构。应使诸多的组成部分按一定的程序工作，以便协调各组成部分的工作。为了实施工作流程，还要设置时序脉冲，利用它的时序关系去控制各部分的运行次序；并用它的电平或前后沿去适应各组成部分的电气性能。
3.2 CMOS成像器件的原理结构
3.2.2 CMOS成像器件的像敏单元结构
2.主动像敏单元结构 2.主动像敏单元结构复位脉冲首先来到，V1导通，光电二极管复位；复位脉冲消失后，光电二极管进行积分；积分结束时，V3管导通，信号输出。
3.2 CMOS成像器件的原理结构
3.2.3 CMOS图像传感器的工作流程

cmos课程设计

cmos课程设计一、教学目标本章节的教学目标包括以下三个方面：1.知识目标：学生能够掌握CMOS的基本原理、结构和特点，了解其在我国半导体产业的重要地位。

2.技能目标：学生能够运用CMOS知识分析实际问题，提高解决实际问题的能力。

3.情感态度价值观目标：培养学生对我国半导体事业的热爱，增强民族自豪感，激发学生投身半导体领域的志向。

二、教学内容本章节的教学内容主要包括以下几个方面：1.CMOS的基本原理：介绍CMOS的组成、工作原理和性能特点。

2.CMOS结构：讲解CMOS器件的结构类型、特点及应用领域。

3.CMOS在我国半导体产业的重要地位：阐述CMOS技术在我国半导体产业的发展历程、现状和未来趋势。

4.实际案例分析：分析CMOS技术在现代电子设备中的应用案例，提高学生解决实际问题的能力。

三、教学方法为了实现本章节的教学目标，将采用以下教学方法：1.讲授法：讲解CMOS的基本原理、结构和在我国半导体产业的重要地位。

2.讨论法：学生讨论CMOS技术的未来发展及其在电子设备中的应用。

3.案例分析法：分析实际案例，培养学生解决实际问题的能力。

4.实验法：安排实验室实践，让学生亲手操作，加深对CMOS技术的理解。

四、教学资源为了支持本章节的教学，将准备以下教学资源：1.教材：选用我国半导体领域权威著作，作为主教材。

2.参考书：提供相关领域的经典著作和最新研究成果，丰富学生的知识体系。

3.多媒体资料：制作课件、视频等多媒体资料，增强课堂教学的趣味性和生动性。

4.实验设备：安排实验室实践，提供必要的实验设备和器材。

五、教学评估本章节的教学评估将采用以下方式：1.平时表现：评估学生在课堂上的参与度、提问回答等情况，以体现学生的学习态度和兴趣。

2.作业：布置相关作业，评估学生对知识的掌握和运用能力。

3.考试：安排期末考试，全面测试学生对本章节知识的掌握程度。

评估方式将力求客观、公正，全面反映学生的学习成果。

六、教学安排本章节的教学安排如下：1.教学进度：按照教材和大纲，合理安排每一节课的内容和进度。

CMOS图像传感器第四章CMOS

T 图3-2
光栅信号电荷积分在光栅（PG）下，浮置扩散点（A）复位（电压为VDD），然后TX开启，收集在光栅下的信号电荷
转移到扩散点，复位电压水平与信号电压水平之差就是传感器的输出信号。它由源跟随器转变为信号电压输出。
光栅型CMOS APS
每个像素采用5个晶
体管，典型的像素间
距为20μm（最小特征尺寸）。
20世纪80年代，英国爱丁堡大学成功地制造出了世界上第一块单片CMOS图像传感器件。
CMOS
（Comple-mentary Metal-Oxicle-Semiconductor）
二、CMOS摄像器件
采用CMOS技术可以将光电摄像器件阵列、驱动和控制电路、信号处理电路、模／数转换器、全数字接口电路等完全集成在一起，可以实现单芯片成像系统。
CMOS图像传感器芯片采用了CMOS工艺，可将图像采集单元和信号处理单元集成到同一块芯片上。
由于具有上述特点，它适合大规模批量生产，适用于要求小尺寸、低价格、摄像质量无过高要求的应用，如保安用小型对讲机、微型相机、手机、计算机网络视频会议系统、无线手持式视频会议系统、条形码扫描器、传真机、玩具、生物显微计数、某些车用摄像系统等大量商用领域。
光栅型有源像素结构（PG－APS）——成像质量较高
CMOS有源像素传感器的功耗比较小。但与无源像素结构相比，有源像素结构的填充系数小，其设计填充系数典型值为20%-30%。
在CMOS上制作微透镜阵列，可以等效提高填充系数（这是因为每个像素位置上的微小透镜都能改变入射光线的方向，使得本来会落到连接点或晶体管上的光线重回到对光敏感的二极管区域）。
从某一方面来说，CMOS图像传感器在每个像素位置内都有一个放大器，这就使其能在很低的带宽情况下把离散的电荷信号包转换成电压输出，而且也仅需要在帧速率下进行重置。 CMOS图像传感器的优点之一就是它具有低的带宽，并增加了信噪比。

CMOS图像传感器

4、开关特性
T
gm (0) Cgs
2π
fT
图6-8 MOS开关电路
在CMOS传感器中采用了大量MOS开关管，用做寻址控制和
读出控制。其基本电路如图6-8所示。
在实际集成电路中，RL是用MOS场效应管取代的，如图6-9 所示。
由于输出端存在对地的电容Cg，上述的开关作用不可能是实变的，输入和输出波形如图
（1）线性区
当U(y)<<(Ugs - Uth)时，上式可以简化
Id (Ugs Uth )Uds
式中， WM nCox
L
（2）非饱和区
随着Uds 的增大，u(y)也上升，绝缘层上的压降沿源极到漏极逐渐减小，使反型层沟道逐渐变薄，上式变成：
Id
[(U gsU th )U ds
1 2
U
2 ds
]
（4）雪崩区
当Uds足够大时，源漏间将出现雪崩电流，如图6-5中的Id快速上升段（4段）。
图6-5的曲线是在Ugs为常数的情况下获得的。如果改变Ugs，则可以得到一簇曲线，如图6-6所示。
3、频率特性
MOS管的频率特性主要
取决于载流子迁移速度，沟
图6-6 场效应管的伏安特性曲线族
图6-7 MOS管的电容分布
道的长度和寄生电容的容量。
图6-7所示为栅源间分布
从Rgs，Cgs特性，可得到输出/ 输入的频率特性
电容Cgs及栅漏间分布电容 Cgd；衬底与漏极电容Cbd和衬底与源极电容Cbs。
gm ()
Id () U g s ( )
1
1
k
jRgsCgs
式中，k为不随角频率ω变化的常数。
截止频率fT是MOS场效应管频率特性的重要参数。其定义为当频率升高时，流过栅源之间的电容Cgs的电流也增大；当流过它的电流正好等于交流电路的短路输出电流时所对应的频率ωT。

CMOS图像传感器-Flicker讲课讲稿

CMOS图像传感器--传感器原理结课论文

CMOS图像传感器简介随着集成电路制造工艺技术的发展和集成电路设计水平的不断提高，基于CMOS集成电路工艺技术制造的CMOS图像传感器由于其集成度高、功耗低、体积小、工艺简单、成本低且开发周期较短等优势，目前在诸多领域得到了广泛的应用，特别是数码产品如数码相机、照相手机的图像传感器应用方面，市场前景广泛，因此对CMOS图像传感器的研究与开发有着非常高的市场价值。

一、CMOS图像传感器的发展历史70年代初CMOS传感器在NASA的Jet Propulsion Laboratory (JPL)制造成功，80年代末，英国爱丁堡大学成功试制出了世界第一块单片CMOS型图像传感器件，1995年像元数为（128×128）的高性能CMOS有源像素图像传感器由喷气推进实验室首先研制成功，1997年英国爱丁堡 VLSI Version公司首次实现了CMOS图像传感器的商品化，就在这一年，实用CMOS技术的特征尺寸已达到0.35mm，东芝研制成功了光敏二极管型APS，其像元尺寸为5.6mm×5.6mm，具有彩色滤色膜和微透镜阵列，2000年日本东芝公司和美国斯坦福大学采用0.35mm技术开发的 CMOS-APS已成为开发超微型CMOS摄像机的主流产品。

二、CMOS图像传感器的工作原理1、下图为CMOS图像传感器的功能框图：首先，外界光照射像素阵列，发生光电效应，在像素单元内产生相应的电荷。

行选择逻辑单元根据需要，选通相应的行像素单元。

行像素单元内的图像信号通过各自所在列的信号总线传输到对应的模拟信号处理单元以及A/D转换器，转换成数字图像信号输出。

其中的行选择逻辑单元可以对像素阵列逐行扫描也可隔行扫描。

行选择逻辑单元与列选择逻辑单元配合使用可以实现图像的窗口提取功能。

模拟信号处理单元的主要功能是对信号进行放大处理，并且提高信噪比。

另外，为了获得质量合格的实用摄像头，芯片中必须包含各种控制电路，如曝光时间控制、自动增益控制等。

CMOS图像传感器培训 ppt课件

• ADC Range即ADC的有效输入范围如8bit ADC Range=500mv，输入信号大于等于500mv时，转换输出码值为255.
在sensor中ADC Range不能大于pixel的最大输出电压，如pixel最大输出电压为400mv，而ADC Range为500mv，显然输出图像最亮的部分都不能到 255，会导致图像高亮发粉。
2015/03/20
SuperPix Confidential
ppt课件
1
• 光电转换原理 • Pixel结构 • 曝光方式 • SensGain • 频率计算 • 帧率计算
Outline
• Blacklevel • Flicker • Image lag • 太阳黑子 • 尺寸和窗口 • Binning • PLDO • PAD 驱动 • 实验
ppt课件
2
单个pixel结构
PD
Mean Output (mV)
800.00
600.00
400.00
200.00
0.00
0
0.5
光电转换原理
photo response
图像传感器的作用就是把光信号转换为电信号并且量化输出
光电转换的输出信号与光照强度成正比，与曝光时间成正比
Note：光电转换并不是没有限制的，
• 模块电路功能控制
包括子模块电路的开关，电气性能调节等
寄存器分为两类，一类为timing控制寄存器，如pll频率控制，hb，vb，全尺寸或binning等模式选择等等；另外一类寄存器为内部电路性能控制，如 pixel LDO使能，输出电压控制，pad驱动能力等等。
ppt课件
7
ADC
• ADC（Analog to Digital Converter），模数转换器，把模拟信号转换为二进制的数字信号。如8bit的ADC输出数字码为0~1111 1111（255）。

CCDCMOS原理介绍讲义PPT学习教案

CCDCMOS原理介绍讲义
会计学
1
CCD图像传感器简介ＣＣＤ（Charge Coupled Device ，感
光耦合组件简称）
是摄像系统中可记录光线变化的半导体，通常以百万像素〈megapixel〉为单位
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CCD发展史
1969年，由美国的贝尔研究室所开发出来的。同年，日本的SONY公司也开始研究CCD。
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CCD类型
因应不同种类的工作需求，业界发展出四种不同类型的 CCD ： Linear 线性、 Interline扫瞄、全景 Full-Frame Frame-Transfer 全传
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Linear 纯线性
线型CCD是以一维感光点构成，透过步进马达扫瞄图像，由于照片是一行行组成，所以速度较使用 2维 CCD的数字相机来得慢。这型CCD 大多用于平台式扫描仪之上。
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CCD的ADC 转换电压至数字讯号示意图
AD C 转换电压至数字讯号示意图：此 ADC 为 8位处理器可以将电压讯号分成 25 6（0～ 255）个位阶判读 AD C 位数的多寡将决定画质的精细程度，目前 SONY 量产 1 4位之 ADC，多数的数字相机都可达到 12 位以上
CCD工作方式
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CCD电子产生过程
当光线照射CCD产生电子和电洞（如2.），并在上层的导电闸施以正电+V后，电子会集中在SiO2和Si之间。施电压后储存电子会进行排列，（如3.）
第16页/共37页
CCD的工作原理
CCD的结构就象一排排输送带上并排放满了小桶，光线就象雨滴撒入各个小桶，每个小桶就是一个像素。按下快门拍照的过程，就是按一定的顺序测量一下某一短暂的时间间隔中，小桶中落进了多少“ 光滴” ，并记在文件中。一般的CC D每原色的光度用8位来记录，即其小桶上的刻度有8格，也有的是10 位甚至 12位， 10位或 12位的 CCD在记录色彩时可以更精确，尤其是在光线比较暗时。早期的CCD 是隔行扫描的，同一时刻，每两行小桶，只有一行被测量，这样可以提高快门速度，但图像精度大为降低。随着技术的进步，人们已能让CCD记录在几十分之一秒，甚至几千分之一秒的时间里，落进各个“ 小桶” 的“光滴”的量，所以，新的CCD 一般都是逐行扫描的。

CMOS图像传感器原理及应用ppt课件

• 差异总结及前景展望： • 由于构造上的基本差异，我们可以表列出两者在性能上的表现之不同。CCD图像传感器的特色在于充分保持信号在传输时不失真（专属通道设计），透过每一个像素集合至单一放大器上再做统一处理，可以保持数据的完整性；CMOS图像传感器的制程比较简单，没有专属通道的设计，因此必须先行放大再整合各个画素的数据。新一代的 CCD朝向耗电量减少作为改进目标，以期进入手机摄像头的移动通讯市场；CMOS系列，则开始朝向大尺寸面积与高速图像处理芯片整合，借由后续的图像处理修正噪声以及画质表现，CMOS未来跨足高阶的影像市场产品，前景可期。
• • • • • •
ISO感光度
•
ISO值是用来表示传统相机所使用底片的感光度。当ISO数值愈大时，感光度就愈大。
分辨率
• • • • • • • • • • • • • 先来说一下像素：像素，即是影像最基本的单位。也就是说将影像放大到不能再将它分割的影像单位。而分辨率，是在一个特定的区域内共有多少个像素单位，该词最早是用来说明工程中单位长度所撷取到『点』的数目，对应在单位上就成了 dpi (dot per inch)。常见单位有： EPI:每一平方英寸共有多少单位数(element per inch)。 DPI:每一平方英寸共有多少点数(dot per inch)。 PPI:每一平方英寸共有多少像素数(pixel per inch)。 LPI:每一平方英寸共有多少条线(line per inch)。胶片式照相机一般使用35毫米的胶卷。解像度在数百万到一千万点。但是，胶片经镜头所拍下的成像。有时还比不上100万像素档次的数码相机。100万像素档次的数码相机，拍摄1024x768点阵的画像，经高解像度的打印机打印，解像度为每毫米3到4点（解像度可用点数来表示）。另一方面，胶片经镜头所拍下的成像每毫米 3-14点。受我们用肉眼所能鉴别的限制，这种程度的解像度没有太大的区别。

CMOS图像传感器的基础与应用

1.图像传感器的历史——从真空摄像管到CCD/CMOS图像传感器1.1 图像传感器的诞生在图像传感器出现前，胶片是唯一记录保存图像的工具，而胶片所保存的图像在远距离传输以及后期处理方面存在着难以逾越的障碍。

而图像传感器的目的是将拍摄的图像转化为电信号进行远距离传输、保存以及数字化保存和后期处理。

那么图像传感器又是何时出现在人们生活中的呢？最早登场的是1923年由V.K.兹沃雷金发明的光电摄像管，它是利用在真空中可自由操作电子运动的性质制作的。

如图1.1所示，在真空管中放置的云母板上面涂抹具有光电效应的铯（Cs），光线通过镜头在云母板上成像，此处产生的电荷，经等死放出的电子书进行扫描，取出信号电流。

此后，一个又一个的改良感光度的摄像管被发明，如超正析摄像管（1946年），光导摄像管，硒砷碲摄像管，雪崩倍增靶（HARP）摄像管等，逐渐担任产生电视图像的角色。

从原理可知，摄像管无法做到接通电源后立即工作，且工作电压高，功耗大，因燃烧寿命短等缺点。

在以后的日子里，摄像管会被固态图像传感器取代。

1.2 固态图像传感器（Solid-State Image Sensor）用于晶体管或者IC得Si（硅）等半导体材料，具有将接受的光转换成电的光电变换性质。

如果把单片IC基台的硅基板作为摄影面，并有规则的排列光电二极管（photodiode），然后依次将光电二极管的光电流以某种方式取出，则此基板具有了图像传感器的功能。

最早可以产生图像，以像素平面排列的固态图像传感器，其构造与目前的CCD不同。

例如发表于1966年的光敏晶体管平面排列的图像传感器；1967年发表了将光电二极管以平面矩阵排列，利用扫描脉冲与MOS晶体管，以XY地址方式取出信号的方法。

这种方法虽然实现了实用化，但在与CCD的竞争中失败，成为后来的CMOS传感器的原型。

1.3 CCD图像传感器1969年，CCD（Charge Coupled Device,电荷耦合器件）由美国贝尔实验室的维拉·博伊尔（Willard. S. Boyle）与乔治·史密斯（George. E. Smith）所发明，两位发明者也因此获得了2009年诺贝尔新物理学奖。

CMOS图像传感器培训

增益的寄存器控制： h’10->1倍 h’20->2倍 ~~ h’f0->15倍
增益调节分为4档 1倍到2倍步长1/16 2倍到4倍步长1/8 4倍到8倍步长1/4 8倍到15.5倍步长1/2
9
频率计算
• PLL频率计算
芯片输入E_clk，通过PLL倍频获得一个很高频率的pll_clk，芯片内部时钟均由pll_clk分频获得， pll_clk的频率由通常由两个寄存器共同配置。
为了便于调试和计算，行长通常用多少个clk表示，如sp2508行长为1158，指的是1158个 DAC_CLK周期，用时间表示：行长 =1158*T_dac_clk。请注意不同sensor可能用不同的clk来表示，参数给出时会注明。
帧长=有效数据行+vblank行（单位：行）
VSYNC定义一帧的有效数据输出时间 HSYNC定义一行的有效数据输出时间
在sensor中ADC Range不能大于pixel的最大输出电压，如pixel最大输出电压为400mv，而ADC Range为500mv，显然输出图像最亮的部分都不能到 255，会导致图像高亮发粉。当出现adc range大于pixel最大输出电压时，要么减小adc range，要么放大pixel信号再做量化。这就是在某些项目中最小增益不是1倍的原因。
➢ 拍照切换
当预览和拍照采用不同参数时，需要注意blacklevel控制寄存器的修改，因为拍照时间很短，不可能有很多帧来统计blacklevel，因此要求把拍照参数中的blacklevel改为 1帧统计。
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Imaห้องสมุดไป่ตู้e Lag
• Image lag即图像残留，在每个pixel曝光前都需要把上一次曝光产生的信号抹除（复位），然后再进行新一帧图像的曝光。当复位时间太短或者其他原因造成复位不完全，那么下一次的曝光读出就包含了上一帧残留的信号，并且不同亮度区域残留的信号量不同，导致图像反映的信号量及曝光时间不匹配