CMOS 图像传感器是一种光学传感器，是摄像头模组的核心元器件，对摄像头的光线感知和图像质量起到了关键的影响。

    随着工艺的进步，CMOS图像传感器（CIS）技术确实取得了显著的进展，其性能得到了极大的改善。已经赶上或超越CCD，再加上CMOS图像传感器在工艺上能很大程度与传统CMOS芯片兼容，它已经成为相机的主流传感器类型。

基本介绍

CMOS是Complementary Metal Oxide Semiconductor(互补金属氧化物半导体)的缩写。它是指制造大规模集成电路芯片用的一种技术或用这种技术制造出来的芯片，是电脑主板上的一块可读写的RAM芯片。因为可读写的特性，所以在电脑主板上用来保存BIOS设置完电脑硬件参数后的数据，这个芯片仅仅是用来存放数据的。

在CMOS图像传感器芯片上还可以集成其他数字信号处理电路，如AD转换器、自动曝光量控制、非均匀补偿、白平衡处理、黑电平控制、伽玛校正等，为了进行快速计算甚至可以将具有可编程功能的DSP器件与CMOS器件集成在一起，从而组成单片数字相机及图像处理系统。

图像传感器整体架构

CMOS图像传感器本质是一块芯片，主要包括:感光区阵列(Bayer阵列，或叫像素阵列)、时序控制、模拟信号处理以及模数转换等模块。其中，各块的作用分别为

像象素阵列:完成光电转换，将光子转换为电子

时序控制:控制电信号的读出、传递。

模拟信号处理(ADC):对信号去噪。

其中，像素阵列占整个芯片的面积最大，像素阵列是由一个个像素组成，它对应到我们看到每张图片中的每个像素。每个像素包括感光区和读出电路(后面小节会详细讨论)，每个像素的信号经由模拟信号处理后，交由ADC进行模数转换后即可输出到数字处理模块。

工作原理

根据CMOS图像传感器的功能框图，可发现CMOS图像传感器的工作流程主要分为以下三步。

第一步：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。

景物通过成像透镜聚焦到图像传感器阵列上，而图像传感器阵列是一个二维的像素阵列，每一个像素上都包括一个光敏二极管，每个像素中的光敏二极管将其阵列表面的光强转换为电信号。

　　第二步：通过行选择电路和列选择电路选取希望操作的像素，并将像素上的电信号读取出来。

　　在选通过程中，行选择逻辑单元可以对像素阵列逐行扫描也可隔行扫描，列同理。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。

　　第三步：把相应的像素单元进行信号处理。

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，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。

　　像素电信号放大后送相关双采样CDS电路处理，相关双采样是高质量器件用来消除一些干扰的重要方法。其基本原理是由图像传感器引出两路输出，一路为实时信号，另外一路为参考信号，通过两路信号的差分去掉相同或相关的干扰信号。

　　然后信号输出到模拟／数字转换器上变换成数字信号输出。

　　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。

应用场景

数码相机

彩色 CMOS 摄像头在电子快门的控制下,摄取一幅照片存在DRAM 中，然后再转至快ROM中存放起来。CMOS还可以完成其他许多功能，如模数转换、负载信号处理、处理白平衡及进行相机控制等。目前几乎所有的初级数码相机都是基于CMOS图像传感器的。

车载领域

包括后视摄像(RVC)，全方位视图系统(SVS)，摄像机监控系统（CMS），FV/MV，DMS/IMS系统等。

卫星遥感

在目前，对于重量小于10kg的纳型卫星来说，光成像技术(以可见光为主)将是纳型卫星完成对地观察任务的主要手段。而在可见光统中，其电子光学系统中广泛使用固体成像器件(如CCD)进行遥感成像。

CMOS成像器件由于其本身优点，在微纳卫星上具有广泛应用前景。如CMOS相机、卫星传感器，MEMS微型陀螺、微加速度计等。

相信在未来CMOS图像传感器市场规模持续扩大，技术创新不断在智能手机、汽车电子、安防监控等应用领域有着巨大的增长潜力。