CMOS图像传感与红外激光照明
相机、镜头、光源如何选择（建议收藏）
相机、镜头、光源如何选择（建议收藏）机器视觉在跨多个学科的行业和研究领域实现了令人兴奋的新进展。
设计机器视觉系统似乎令人生畏，本文概述了机器视觉系统的不同方面，目的是帮助相机、镜头、光源的选择。
相机机器视觉相机中的传感器是一项技术，可从视场(FOV) 中的相应对象创建图像。
传感器是相机中规格最多的部分，它决定了相机的一些最重要的特性。
这些重要特性包括但不限于传感器尺寸、像素尺寸、光谱特性和快门类型。
由于适用于不同目的、应用和技术的相机型号种类繁多，因此了解相机的应用非常重要。
最常见的相机接口是通用串行总线(USB) 和千兆以太网 (GigE)，这些接口提供标准化的数据传输协议和软件兼容性。
此外，相机接口决定了数据传输速度和相机同步等规格USB 3.1 Gen 1 是一种通用接口，数据传输速率限制在 5 Gb/s 左右。
GigE 连接范围从 1000 Mb/s 到 10 Gb/s。
数据传输速度影响帧速率。
对于在FOV 中快速移动的物体，与USB 接口相关的更快数据传输速率可能是比 USB 接口更好的选择，尤其是对于实时视频捕获。
通常，USB 为相机供电。
默认情况下，大多数GigE 接口不为摄像机供电。
但是，某些 GigE 接口可以使用以太网供电 (PoE) 或输入/输出连接 (GPIO)。
这些 PoE 和 GPIO 接口将需要额外的电缆和电源。
传感器尺寸决定了FOV 的大小和系统的主要放大倍率(PMAG)。
图1 显示了用于传感器格式的命名约定，该命名约定基于1930 年代至 1990 年代用于电视摄像机的过时阴极射线摄像机管。
带有数字的命名约定不提供有关它们所指的传感器尺寸的直接信息。
但是，规格表上为成像镜头指定了最大传感器格式。
如果相机传感器大于镜头的最大传感器格式，则传感器边缘会变暗；这种现象称为渐晕。
在选择成像镜头时，传感器尺寸兼容性很重要。
主要用于机器视觉相机的传感器技术有两种。
CCD和CMOS传感器，两者都将光转换为电子信号。
CMOS图像传感器
CCD图像传感器
CMOS图像传感器
互补金属氧化物半导体图像传感器 CMOS—Complementary Metal Oxide Semiconductor
CMOS图像传感器,它是一种用传统的芯片工艺方法将光敏元件、 放大器、A/D转换器、存储器、数字信号处理器和计算机接口 电路等集成在一块硅片上的图像传感器件。
c.借鉴 CCD 图像传感器的制备技术，采用相关双 取样电路技术和微透镜阵列技术
d.光敏二极管设计成针形结构或掩埋形结。 e.提高CMOS图像传感器的制作工艺
3、填充系数
CMOS 图像传感器的填充系数一般在 20%~30%之 间，而 CCD 图像传感器则高达 80%以上，这主要是 由于 CMOS 图像传感器的像素中集成了读出电路。 采用微透镜阵列结构，在整个 CMOS 有源像素传感
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。
抗辐射性
CCD的光电转换，电荷的激发的量子效应易受辐射 线的影响。CMOS光电转换只由光电二极管或光栅 构成，抗辐射能力较强。
Micron(Aptina Imaging)
Aptina成像公司是CMOS成像解决方案的全球性提供商，
其不断扩大的产品组合被用于所有领先的移动电话和笔 记本电脑品牌。Aptina还提供范围广泛的产品，用于数
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感光原理
cmos感光原理
CMOS感光原理是指利用CMOS技术制造的感光器件，其原理是通过光电效应将光信号转化为电信号，从而实现图像的采集和处理。
CMOS感光原理是数字摄像机、手机摄像头等现代电子产品中广泛应用的技术之一。
CMOS感光原理的核心是CMOS图像传感器。
CMOS图像传感器是一种集成电路，由大量的光敏元件、信号放大器、模数转换器等组成。
当光线照射到CMOS图像传感器上时，光敏元件会产生电荷，这些电荷被信号放大器放大后，经过模数转换器转化为数字信号，最终形成图像。
CMOS感光原理相比于传统的CCD感光原理具有许多优势。
首先，CMOS图像传感器的制造工艺更加成熟，生产成本更低，因此价格更加亲民。
其次，CMOS图像传感器的功耗更低，能够延长电池寿命。
此外，CMOS图像传感器的集成度更高，可以实现更多的功能，如自动对焦、HDR等。
CMOS感光原理的应用非常广泛。
在数字摄像机中，CMOS感光原理可以实现高清晰度、高速度的图像采集，使得摄影爱好者可以轻松地拍摄出高质量的照片和视频。
在手机摄像头中，CMOS感光原理可以实现更小的尺寸和更高的像素密度，使得手机摄像头可以实现更高的拍摄质量和更多的功能。
CMOS感光原理是一种非常重要的技术，它已经成为现代电子产品中不可或缺的一部分。
随着科技的不断进步，CMOS感光原理将会得到更广泛的应用，为人们带来更多的便利和乐趣。
简述cmos图像传感器的工作原理及应用
简述cmos图像传感器的工作原理及应用CMOS图像传感器是一种用于转换光信号为电子信号的器件，可以将光学图像转换成数字图像，其工作原理是基于光电效应和集成电路技术。
CMOS图像传感器由图像传感单元阵列和信号处理单元组成。
图像传感单元阵列由大量的光敏单元组成，每个光敏单元具有一个光感受器和一个电荷积累器，用于将光信号转换为电荷，并对图像进行采样。
每个光敏单元相邻之间通过衬底电位的设置实现光电转换效应。
信号处理单元负责将电荷转换为电压、放大、采样和数字化。
CMOS图像传感器的工作原理如下：当光照射到光敏单元上时，光敏单元中的光感受器将光信号转化为电荷。
电荷通过电场的作用从光感受器向电荷积累器偏移，并在电荷积累器中积累。
一旦接收到光信号并完成电荷积累后，将在传感器的特定位置产生电压信号。
然后，信号处理单元会将电荷转换为电压，并对图像进行放大、采样和数字化处理。
最后，图像传感器将数字图像通过数据接口发送给外部设备。
CMOS图像传感器具有以下几个优点：1. 集成度高：CMOS图像传感器可以集成在单个芯片上，因此可以实现小尺寸和轻量化，适合于集成在各种移动设备中。
2. 低功耗：CMOS图像传感器的功耗相对较低，可以延长设备的电池寿命。
3. 成本低：相比于传统的CCD图像传感器，CMOS图像传感器的制造工艺更简单，成本更低。
4. 高速读取：CMOS图像传感器可以实现高速连续拍摄，适用于高速摄影和视频录制等应用。
5. 可编程性强：CMOS图像传感器的信号处理单元可以通过软件配置进行调整和优化，实现更灵活的图像处理。
CMOS图像传感器在各个领域都有广泛的应用，包括但不限于以下几个方面：1. 摄像头和视频监控：CMOS图像传感器可以应用于手机摄像头、数码相机、安防摄像头等领域，实现图像和视频的捕捉和处理。
2. 机器视觉和工业自动化：CMOS图像传感器可以应用于机器视觉系统中，用于图像的识别、测量和检测，广泛应用于工业自动化、智能制造等领域。
图像传感器
CMOS图像传感器属于新兴产品市场，其市场占有率变化不如成熟产业那般恒常不变，例如在1999年时，CMOS 市场中，按照出货比例排名依序为Agilent、OmniVision、STM和Hyundai，其市场占有率分别为24%、22%、14% 和14%，其中STM是欧洲厂商，Hyundai是韩国厂商；但只经过一年后的市场竞争，Agilent和OmniVision出货排 名顺序仍然分居一、二，且市场占有率分别提升到37.7%和30.8%，而STM落居第四，市场占有率大幅滑落至4.8%， 至于Hyundai更是大幅衰退只剩2.1%的市场占有率，值得一提的是Photobi在2000年度的大幅成长，全球市场占 有率快速成长至13.7%，排名全球第三。这三家厂商出货量就占全球出货量的82.2%。从中可以分析，这个产业的 厂商集中度相当密集，所以观察上述三家厂商的动态和发展，可看出许产业和技术未来发展方向。
2014年初，美国Foveon公司公开展示了其最新发展的Foveon X3技术，立即引起业界的高度。Foveon X3是 全球第一款可以在一个像素上捕捉全部色彩的图像传感器阵列。传统的光电耦合器件只能感应光线强度，不能感 应色彩信息，需要通过滤色镜来感应色彩信息，我们称之为Bayer滤镜。而Foveon X3在一个像素上通过不同的深 度来感应色彩，最表面一层感应蓝色、第二层可以感应绿色，第三层感应红色。它是根据硅对不同波长光线的吸 收效应来达到一个像素感应全部色彩信息，已经有了使用这种技术的CMOS图像传感器，其应用产品是“Sigma SD9”数码相机。
浅析红外摄像机的组成及成像原理
浅析红外摄像机的组成及成像原理
一般红外摄像机主通常由：感光芯片(CCD或CMOS)、DSP处理芯片、
红外LED补光灯板、镜头、摄像机外壳、线缆等主要部件组成。
下面对每个部件进行深一步的剖析：
1、感光芯片
感光芯片是一个摄像机的“眼睛”它的好坏直接决定着摄像机成像质量，特别是红外摄像机在夜晚光线不足的情况下，显得尤为重要。
感光芯片分为CCD和CMOS两种，两者基本上都是采用矽感光二极体
进行光电转换。
但由于两者构造不同：CMOS每个像素有独立的放大器;CCD则采用电荷传递方式输出信号，所有像素采用同一放大器进行信号放大。
这样相同面积下像素点相同时，CMOS感光面积相对低于CCD，造成CMOS低照度效
果相对CCD较差，再者CMOS每个放大器放大倍数都不同，造成夜晚但CMOS由于工艺较CCD简单，成本较低，随着新技术新工艺不断改善，CMOS
的高像素、信号处理迅速等优势逐渐明显，在监控领域份额越来越大，必将给传统的CCD安防天下带来新的挑战。
2、DSP处理芯片
如果说感光芯片是摄像机的眼睛，那DSP就是摄像机的“大脑”，它不仅控制CCD信号的采集，而且对信号进行频谱分析、数字滤波、智能分析等。
所以DSP功能的强弱直接影响着3、红外LED补光灯板
目前红外摄像机常用三种光线波长的红外补光灯，红外波段为
810nm，850nm，940nm。
810nm一般用于激光红外灯板，由于激光出光角度小，
光线集中，故激光红外灯一般使用在夜晚中远距离监控。
850nm，940nm波段红。
cmos 波长范围
cmos 波长范围CMOS波长范围是指互补金属氧化物半导体 (Complementary Metal-Oxide-Semiconductor) 设备的工作波长范围。
CMOS是一种集成电路技术，广泛应用于数字逻辑电路和微处理器中。
CMOS器件通常以纳米级别的尺寸制造，因此其工作频率受到波长范围的限制。
下面是一些与CMOS波长范围相关的参考内容：1. CMOS器件的工作波长范围通常在红外区域（700 nm至1000 nm之间）。
这是因为在这个波长范围内，CMOS器件具有较高的灵敏度和响应速度。
2. 许多CMOS摄像头和光传感器的波长范围从可见光到近红外光（400 nm至1000 nm）。
这允许它们在可见光和近红外光照下进行图像捕捉和识别。
3. 由于CMOS器件的制造技术的限制，其工作波长范围不能涵盖远红外光（超过1000 nm）。
对于在远红外光频谱范围内的应用，通常需要使用其他器件和技术，如红外焊接。
4. CMOS器件在不同波长范围内的响应特性具有差异。
例如，在可见光范围内，CMOS器件对波长的响应类似于人眼，可以准确地捕捉并呈现可见光谱中的不同颜色。
而在近红外光范围内，CMOS器件的响应特性主要用于透射图像捕捉和红外辐射检测。
5. CMOS器件的波长范围对于许多应用非常重要。
例如，在生物医学领域，CMOS器件可以用于红外成像，帮助诊断疾病和疟疾。
在安防领域，CMOS摄像头可以用于夜视和人脸识别。
总的来说，CMOS器件的工作波长范围通常在可见光和近红外光之间，其响应特性和应用范围取决于具体的器件设计和制造技术。
虽然CMOS器件在红外区域的响应相对较弱，但它们在可见光谱范围内具有良好的性能，因此在许多应用中仍然得到广泛应用。
红外摄像机图像传感器的尺寸越大越好
红外摄像机选购需知固体摄像机有CMOS与CCD两种。
同CCD一样，CMOS图像传感芯片对红外光波也有反应，但它在890～980nm范围内其灵敏度比CCD图像传感芯片的灵敏度要高出许多，并随波长增加而衰减的梯度也慢一些。
随着CMOS图像芯片的飞速发展，其噪音讯号进一步压低，星光级的CMOS摄像机已有面市。
1.最好选低照度摄像机，其照度要求一般≤0.02Lux。
有些摄像机制造商或销售商虚报最低照度，使夜视有效距离大大降低，因此最好能具体测试。
2.红外摄像机图像传感器的尺寸越大越好。
夜视摄像机多选1/2in的CCD，绝对不能选1/4in 的。
3.需隐蔽场合选CMOS超微型摄像机。
4.要有自动电子快门功能;5.要有AGC自动增益控制功能。
摄像机镜头是红外摄像机的关键设备，它的质量(指标)优劣直接影响到系统的成像效果，在选择镜头时要注意以下几个要点：1.最好选红外镜头。
因普通的光学镜头，物体反射回镜头的红外光不能有效聚焦到CCD靶面上，此时红外夜视效果就会大打折扣，因而最好选用红外镜头。
尤其是彩转黑摄像机，否则不能使日夜焦面一致，致使日夜图像不能保持清晰z w c om;2.镜头的成像尺寸应与摄像机CCD靶面尺寸一致;3.镜头的分辨率与透光率要达到要求;4.最好选自动光圈镜头，以适应昼夜照度很大的变化。
5.监视距离1km以上，需激光扩束准直镜头。
要根据欲观察场景的大小与距离选择合适的激光扩束准直镜头，使激光束能照亮所需监控的场景，以便监控场景的反射光能被摄像机所接收。
值得指出的是，红外摄像机的选择最重要的问题是成套性。
除选红外灯、摄像机、镜头外，还要注意防护罩、供电电源等的成套综合考虑。
例如，不同的视窗玻璃，特别是自动除霜镀膜玻璃，对红外光的衰减也不同，所以要注意选择性能好的视窗玻璃的防护罩。
红外监控摄像机安装第1步决定在哪里安装您的红外摄像机。
相机应包括每个入境点，包括窗户和门。
车道，门廊，大门，停车场，车库和后院是所有常见的红外照相机的地方。
图像传感器的光电参数和选择标准
图像传感器的光电参数和选择标准图像传感器可将光信号转化为电信号，其光电参数直接决定了成像质量，是所有成像设备中的核⼼关键器件。
图像传感器分为 CCD器件和CMOS 器件。
CMOS图像传感器在帧频、集成度、可靠性、功耗和成本等⽅⾯优势明显。
随着 CMOS 技术的不断进步，CMOS 图像传感器的成像性能已接近或超越 CCD 器件，在⾼端⼯业、医疗、和科研应⽤中逐步取代 CCD，成为主流图像传感技术。
⽆论是 CMOS 或 CCD 图像传感器，其光电参数都可依据业界成熟的标准进⾏评价。
图像传感器的主要光电参数CMOS 和 CCD 图像传感器的性能指标可分为光学指标和电学指标，⽽其成像质量主要取决于以下光学指标：分辨率及像元尺⼨（Resolution and Pixel size）快门类型（Shutter Type）量⼦效率（Quantum Efficiency, QE）灵敏度（Sensitivity）暗噪声（Dark Noise）满阱容量（Full Well Capacity, FWC）动态范围（Dynamic Range, DR）暗电流（Dark Current, DC）除上述光学指标外，图像传感器的电学指标，如帧频、功耗、输出格式及数据率也是设计成像系统时需要考虑的重要指标。
1) 分辨率及像元尺⼨图像传感器的感光区是由多个像元排列的⼀维或⼆维矩阵，其中像元（或像素）为单个感光单元。
图像传感器的分辨率通常由该矩阵的横纵⽅向的像元数表⽰，如 1920 x 1080，或由其乘积表⽰，如 2 百万分辨率(2MP)。
像元尺⼨为每个像元的物理尺⼨，即相邻像元中⼼的间距。
像元尺⼨越⼤，能收集到的光⼦数越多，芯⽚灵敏度越⾼，意味着在同样的光照条件下和曝光时间内，芯⽚能收集到的有效信号越多。
在光强可控的⼯业应⽤中，像元尺⼨⼀般在 4.5-6.5 微⽶之间；⽽在微光应⽤中，像元尺⼨多在 10 微⽶到 24 微⽶之间，以保证⾜够的灵敏度，提升图像信噪⽐；在 X射线成像应⽤中，多采⽤ 10-16 微⽶的像元，可有效降低所需射线剂量，减少对⼈体不必要的辐射。
高德红外cmos制程 -回复
高德红外cmos制程-回复什么是高德红外CMOS制程？高德红外CMOS制程是一种在红外传感器领域的重要制造工艺，它将高德红外技术与CMOS制程相结合，实现了高效的红外图像传感能力。
该制程利用了CMOS工艺的高集成度、低功耗特点和高德红外技术的高灵敏度和精准度，在红外图像传感器的制造和应用领域有着广泛的应用。
一、高德红外技术简介高德红外技术是一种基于红外波段的成像技术。
红外波段是电磁波谱中的一部分，其波长范围通常为0.7-300微米，与可见光波段相比，红外波段具有穿透力强、不受光照限制等特点，能够应用于夜视、热成像、追踪等众多领域。
二、CMOS制程简介CMOS (Complementary Metal-Oxide-Semiconductor，互补金属氧化物半导体)制程是一种集成电路制造工艺。
CMOS工艺技术具有集成度高、功耗低、噪声小等特点，可广泛应用于数字逻辑电路、存储器和模拟电路等领域。
三、高德红外CMOS制程的优势将高德红外技术与CMOS工艺相结合，可以有效地提高红外图像传感器的性能和工艺水平。
具体来说，高德红外CMOS制程具有以下几个方面的优势：1. 高集成度：CMOS制程具有高度集成的特点，可以将红外传感器所需的各个组成部分集成在一个芯片内，大大提高了传感器的集成度和减小了体积。
2. 低功耗：CMOS工艺的功耗较低，可以降低红外传感器的电能消耗，延长其工作时间和使用寿命。
3. 高灵敏度：高德红外技术具有高度灵敏的红外感知能力，能够迅速、准确地捕捉到红外信号，实现对温度、热量等变化的感知和检测。
4. 高精度：高德红外CMOS制程可以通过优化工艺流程和器件设计来提高传感器的灵敏度和解析度，实现更加精准和准确的红外图像成像。
五、高德红外CMOS制程的制造步骤1. 掩膜制备：根据设计要求，制备光刻掩膜，其中包括活性层和金属层等。
2. 沉积和刻蚀：通过化学气相沉积等技术在硅衬底上制备多层结构，包括传感层、场效应晶体管、金属线路等。
近红外光谱仪CMOS图像传感器驱动电路设计
过 程 。驱 动 时序 基 于 Ｃ Ｌ Ｐ Ｄ器件设 计 ，采 用 Ｖ Ｄ Ｈ Ｌ语 言编 写程 序 简化 了硬件 逻 辑 设计 过 程 ，电路
简洁 ，控制可靠。 关键词 ：Ｃ Ｏ 图像传感器 ；驱动 电路 ；Ｃ Ｌ ；Ｖ Ｄ ＭＳ ＰＤ Ｈ Ｌ
Ｄｒｖ ｉｃ ｉ ’ ｅ ｉ ｎ ｆ ｒ ＣＭ ０ Ｓ ｉ ａ ｅ ｓ ｎ ｏ ｆ ｉ ｅ ｃｒ ｕ ｔ Ｓｄ ｓｇ ０ ｍ ｇ ｅ ｓ ｒ ｏ
的基 于 Ｃ Ｌ Ｐ Ｄ的驱动 电路 。
１ Ｃ ０ Ｍ Ｓ图像 传 感器 Ｇ ２３２６ ９０—５ Ｄ
蚴 一５Ｄ是一 种高 精 度 高稳 定性 铟镓砷 线 阵 ２６
传感器作为光谱仪的核心器件 图像传感器 ， 的驱 它 动电路的设计好坏直接影响光谱仪 的性能 ， 以对 所 图像传感器驱动 电路 的设计就变得十分重要。本文 提及 的近红 外光谱仪所 用到的 图像传感 器是一 种 Ｃ Ｓ图像 传 感器 。 ＭＯ 近几年来各种 图像传感器及其 系统 大量涌现 ， 发 展速 度惊 人 ， 能水 平 日益 提 高 ， 用 领域不 断 扩 性 应 大， 随着超大规模集成技术的发展 ，Ｍ Ｓ图像传感 ＣＯ 器 发展强 劲 ， 在 的一 些 参数 性 能 指 标 已达 到 或 超 现 过 Ｃ Ｄ 与传统 的 Ｃ Ｄ图像传感器比较而言 ， Ｏ Ｓ Ｃ， Ｃ ＣＭ 传感器虽 图像的 噪声偏 大，但有 功耗 低 、 成本 低， 体积小 ， 集成度 高的优点。本文 中所采用 的 Ｃ Ｏ ＭＳ 图像传感 器 ， 由某 公 司研 制生 产 的一 种型 号为 是 Ｇ ２３２６ ９０— Ｄ铟 镓 砷 （ Ｇ Ａ ） ５ Ｉ ａ ｓ近红 外 光 谱 图像 探 测 器 ｎ （ 以下简称 Ｎ Ｒ 。本文 主 要探讨 的是 ， 对此 类 典型 ｔ） 针 的 Ｃ Ｏ 图像传感器 ， ＭＳ 设计一种保证传感器正常工作
五种常用的传感器的原理和应用
五种常用的传感器的原理和应用当今社会，传感器早已渗透到诸如工业生产、宇宙开发、海洋探测、环境保护、资源调查、医学诊断、生物工程、甚至文物保护等等极其之泛的领域。
可以毫不夸张地说，从茫茫的太空，到浩瀚的海洋，以至各种复杂的工程系统，几乎每一个现代化项目，都离不开各种各样的传感器。
今天带大家来全面了解传感器！一、传感器定义传感器是复杂的设备，经常被用来检测和响应电信号或光信号。
传感器将物理参数（例如：温度、血压、湿度、速度等）转换成可以用电测量的信号。
我们可以先来解释一下温度的例子，玻璃温度计中的水银使液体膨胀和收缩，从而将测量到的温度转换为可被校准玻璃管上的观察者读取的温度。
二、传感器选择标准在选择传感器时，必须考虑某些特性，具体如下：1.准确性2.环境条件——通常对温度/湿度有限制3.范围——传感器的测量极限4.校准——对于大多数测量设备而言必不可少，因为读数会随时间变化5.分辨率——传感器检测到的最小增量6.费用7.重复性——在相同环境下重复测量变化的读数三、传感器分类标准传感器分为以下标准：1.主要输入数量（被测量者）2.转导原理（利用物理和化学作用）3.材料与技术4.财产5.应用程序转导原理是有效方法所遵循的基本标准。
通常，材料和技术标准由开发工程小组选择。
根据属性分类如下：·温度传感器——热敏电阻、热电偶、RTD、IC等。
·压力传感器——光纤、真空、弹性液体压力计、LVDT、电子。
·流量传感器——电磁、压差、位置位移、热质量等。
·液位传感器——压差、超声波射频、雷达、热位移等。
·接近和位移传感器——LVDT、光电、电容、磁、超声波。
·生物传感器——共振镜、电化学、表面等离子体共振、光寻址电位测量。
·图像——电荷耦合器件、CMOS·气体和化学传感器——半导体、红外、电导、电化学。
·加速度传感器——陀螺仪、加速度计。
LED智能照明六种常用传感器介绍
LED智能照明六种常用传感器介绍传感器作为信号采集和机电转换的器件，其机电技术已相当成熟，近几年来，传感器技术向小型化、智能化、多功能化、低成本化大踏步迈进。
光敏传感器、红外传感器等各种类型的传感器都可与LED照明灯具组成一个智能控制系统，传感器将采集来的各种物理量信号转换成电信号，可以经由集成电路化的AD(模数)转换器、MCU(微控制器)、DA(数模)转换器对所采集的信号进行智能化处理，从而控制LED照明灯具开启和关闭。
并可以籍此在MCU上设定各种控制要求，控制LED灯的开关时间、亮度、显色、多彩变幻，从而达到智能照明控制的目标。
光敏传感器光敏传感器是比较理想的因天亮、天暗(日出、日落)时照度变化而能控制电路自动开关的电子传感器。
光敏传感器可根据天气、时间段和地区自动控制LED照明灯具开闭。
在明亮的白天通过减少其输出功率来降低耗电量，与使用荧光灯时相比，面积为200平米的便利店最大可降低53%的耗电量，寿命也长达约5～10万小时。
一般情况下，LED照明灯具的寿命为4万小时左右;发光的颜色也可采用RGB(红绿蓝)多彩变幻的方式，使灯光更多彩，气氛更活跃。
光敏传感器是比较理想的因天亮、天暗(日出、日落)时照度变化而能控制电路自动开关的电子传感器。
光敏传感器可根据天气、时间段和地区自动控制LED照明灯具开闭。
在明亮的白天通过减少其输出功率来降低耗电量，与使用荧光灯时相比，面积为200平米的便利店最大可降低53%的耗电量，寿命也长达约5～10万小时。
一般情况下，LED照明灯具的寿命为4万小时左右;发光的颜色也可采用RGB(红绿蓝)多彩变幻的方式，使灯光更多彩，气氛更活跃。
红外传感器红外传感器是靠探测人体发射的红外线而工作的。
主要原理是：人体发射的10μm左右的红外线通过菲涅尔滤光透镜增强后聚集到热释电元件PIR(被动式红外)探测器上，当人活动时，红外辐射的发射位置就会发生变化，该元件就会失去电荷平衡，发生热释电效应向外释放电荷，红外传感器将透过菲涅尔滤光透镜的红外辐射能量的变化转换成电信号，即热电转换。
COMS视觉传感器
CMOS 图像传感器的优点
(2) 系统复杂程度和可靠性
采用 CMOS 图像传感器可以大大地简化系统硬件结构，只需在 3.3 V 或 5V 单电源电压下工作，控制和时序逻辑电路全部集成在芯片 内部，并可以通过接口进行控制。采用一个 CMOS 图像传感器，加上 必要的外部存储器和逻辑器件，再配上光学系统和相关的机械部分， 就可以制造出一个完备的数字成像系统。在 CMOS 图像传感器系统中 ，由于分立元器件的数量大大减小，系统结构也更加简单、紧凑；同 时CMOS 图像传感器中高水平的片内集成技术减小了系统所需外围接 口和连线数量，而这些都将对可靠性产生正面的影响。 CMOS 图像传感器的优点还有许多，它采用单电源工作、单 片集成、集成度高、抗辐射能力强，非破坏性数据读出方式，优化 的曝光控制、功耗低、成本低、自动记时、随机存取、无损读取、 抗光晕等。
•
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Байду номын сангаас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
(5) 信号采集
A/D 转换器对一幅图像信号进行 A/D 数据采集。
(6) 启动下一行读数
读完一行数据后，发送指令，接着进行下一行数据的读取
(7) 复位
帧复位是由同步信号 SYNC-YL 控制的，从 SYNC-YL 开始 至 SYNC-YR 出现的时间间隔便是曝光时间。为了不引起混乱， 在读出信号之前要确定曝光时间。
CMOS图像传感器调试问题汇总1.
摄像头问题及解决办法汇总一、名词解释1.白平衡白平衡指的是传感器对在光线不断变化环境下的色彩准确重现的能力表示。
大多数拍照系统具有自动白平衡的功能,从而能在光线条件变化下自动改变白平衡值。
设计工程师寻找的图像传感器应该配备了一个很好的自动白平衡(AWB控制,从而提供正确的色彩重现。
2.动态范围动态范围测量了图像传感器在同一张照片中同时捕获光明和黑暗物体的能力,通常定义为最亮信号与最暗信号(噪声门槛级别比值的对数,通常用54dB来作为商业图像传感器的通用指标。
具有较宽动态范围的图像传感器可以在明光环境下提供更好的性能(例如,使用较窄动态范围传感器在明光环境下拍出的照片会出现“水洗”或模糊的现象。
3.工频干扰(BandingSensor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。
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收到的能量是一样的,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。
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。
Banding由工频干扰引起,交流电光源都有光强的波动,在中国交流电频率是50Hz,光强的波动就是100Hz,周期10ms。
如果camera曝光时间不是10ms的整数倍,那么在不同的感光面接收到的光能量一定不一样,体现在图像上就是有明暗条纹。
消除banding就得想办让曝光时间是10ms的整数倍!60Hz的交流电需要控制曝光时间为8.33ms的整数倍。
如何正确的选择红外摄像机
如何正确的选择红外摄像机随着技术的改造和提升，红外夜视摄像机的寿命和夜视效果得到了大幅优化，广泛应用于各种需要全天候24小时监控的场所。
除小区、办公室等传统应用领域外，现在基本上推广到工厂、监狱、广场、码头等户外全天候监控领域。
红外夜视摄像机选购 固体摄像机有CMOS与CCD两种。
同CCD一样，CMOS图像传感芯片对红外光波也有反应，但它在890~980nm范围内其灵敏度比CCD图像传感芯片的灵敏度要高出许多，并随波长增加而衰减的梯度也慢一些。
随着CMOS图像芯片的飞速发展，其噪音讯号进一步压低，星光级的CMOS摄像机已有面市。
1.最好选低照度红外夜视摄像机，其照度要求一般≤0.02Lux。
有些红外夜视摄像机制造商或销售商虚报最低照度，使夜视有效距离大大降低，因此最好能具体测试。
2.红外夜视摄像机图像传感器的尺寸越大越好。
夜视摄像机多选1/2in的CCD，绝对不能选1/4in的。
3.需隐辟场合选CMOS超微型摄像机。
4.要有自动电子快门功能; 5.要有AGC自动增益控制功能。
镜头的选择 红外夜视摄像机镜头是摄像机的关键设备，它的质量(指标)优劣直接影响到系统的成像效果，在选择镜头时要注意以下几个要点： 1.最好选红外镜头。
因普通的光学镜头，物体反射回镜头的红外光不能有效聚焦到CCD靶面上，此时红外夜视效果就会大打折扣，因而最好选用红外镜头。
尤其是彩转黑摄像机，否则不能使日夜焦面一致，致使日夜图像不能保持清晰; 2.镜头的成像尺寸应与摄像机CCD靶面尺寸一致; 3.镜头的分辨率与透光率要达到要求; 4.最好选自动光圈镜头，以适应昼夜照度很大的变化。
5.监视距离1km以上，需激光扩束准直镜头。
要根据欲观察场景的大小与距离选择合适的激光扩束准直镜头，使激光束能照亮所需监控的场景，以便监控场景的反射光能红外夜视摄像机所接收。
值得指出的是，红外摄像机的选择最重要的问题是成套性。
cmos的光谱响应范围
cmos的光谱响应范围
CMOS传感器是一种常见的图像传感器，它能够将光线转化为电子信号，从而生成数字图像。
CMOS传感器在光谱响应范围方面有着广泛的应用，其响应范围主要取决于传感器所使用的材料和设计。
CMOS传感器通常使用硅材料作为基础，因为硅是一种常见的半导体材料，具有高灵敏度和低噪声的特性。
此外，还有一些CMOS传感器使用其他材料，如钽、锆等，以增加响应范围或提高性能。
CMOS传感器的光谱响应范围通常是指其能够感应的光波长范围。
一般来说，CMOS传感器的光谱响应范围在可见光和近红外波段内，即波长在400纳米至1100纳米之间。
在这个范围内，不同型号的CMOS传感器可能有不同的光谱响应特性，包括峰值响应波长和带宽等参数。
CMOS传感器的主要优点之一是其高感光度和低噪声性能。
这些优点使得CMOS传感器在低光照条件下也能够获得清晰、高质量的图像。
此外，CMOS 传感器还具有低功耗、高帧速率和易于集成等优点，使其广泛应用于数字相机、手机、监控摄像头等领域。
总之，CMOS传感器在光谱响应范围方面具有广泛的应用，其响应范围取决于所使用的材料和设计。
CMOS传感器的优点包括高感光度和低噪声性能，使其在低光照条件下也能够获得高质量的图像。
同时，CMOS传感器还具有低功耗、高帧速率和易于集成等优点，使其广泛应用于数字相机、手机、监控摄像头等领域。
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CMOS图像传感与红外激光照明
CMOS图像传感芯片除了可见光对红外非可见光波也有反应，在890～980纳米范围内其灵敏度比CCD图像传感芯片的灵敏度要高出许多，并随波长增加而衰减的梯度也慢一些。
如能设计制造1微米（1000纳米）到2～3微米都敏感的CMOS图像芯片，在夜战和夜间监控上有更广泛的应用。
由于观察与照明是共生的，因此发展波长更宽的红外照明也势所必然了。
能超过100米监控远外的红外光源，目前无一能与红外激光光源相比，而只有远程监控才能达到不惊动被监控对象的目的。
CMOS图像芯片正在飞速发展，到2002年预计200万以上像素的CMOS图像芯片将问世，随着噪音讯号进一步压低，星光级的CMOS摄像机也将面市。
如果波长敏感范围能向2个微米方向扩展，CMOS图像技术全面取代CCD图像技术则为时不远了。
两年后红外光源也会有相应长足发展，带上一副夜视眼镜和一顶配有红外光源和CMOS超微型摄像机的帽子，黑夜将如同白昼。
今后将推出如衬衫钮扣、西装钮扣般大小的CMOS摄像机，这样第三只眼睛将会无处不在。
低功耗、高集成、小体积只有CMOS图像传感器才能办到。
相应的红外光源小型化，以及高效能电池的推出将改变我们整个社会生活的面貌。
传统所用微米夜视仪从0代、1代、2代发展到3代、4代，在微弱的光线下可以看清远处的图像，但它害怕强光的照射，会烧毁光电增强管，为此必须附加防强光照射的关闭快门的传感器，因此价格昂贵，不可能普遍推广。
鉴于微光夜视仪在波长大于890纳米光照时无反应，因此配置用以增加微光夜视仪灵敏度的红外补光光源远看有红暴，易被人发现目标。
从这一层意义上说，我们最近推出的红外激光照明系统有如下几个优点：在波长大于920纳米时，全无红暴；能观察完全黑暗态下（Full dark）的场景和人物，采用星光级的摄像机观察场景，不怕对方用强光照射；比微光夜视仪价格低廉许多，还有用电省，体积小，携带方便等诸多优点。
目前国际上还发展用水银灯作光源盒用“黑”玻璃滤去所有的可见光，再用透镜系统聚焦出一束角度为30°～45°的红外束。
一个500瓦的水银灯式红外光源，售价高达上万美元，一个军事机要重地周边配置200台这样的装置，投资高达250万美元以上，而用Bloom式的红外激光光源，预计400万人民币即可。
所谓Bloom方法是将窄束激光毛化扩束成35°以上的激光束，这样可以将远程监控改造成近程监控，并大大增加被照射面积。
例如说，一盏1W红外激光照明装置，可在全黑状况下将银行的营业大厅统统照亮！可见红外激光照明与星光级的摄像机相配合实为当代最有广阔前景的产品，可以预计将来在夜间运兵，坦克夜间行驶，轻武器激光瞄准，监狱围墙（Blooming）的夜间监控，港口黑夜监控近海轮船，将有新的诸多应用。