我国CMOS图像传感器行业研究

CMOS图像传感器测试领域新模范！国产数字机赋能中国芯智造⼿机多摄、家庭安防、⾼清监控、汽车电⼦、机器视觉……图像类应⽤进⼊到了越来越多的领域。

智能、互联和⾃主消费产品的强劲需求推动领先的图像传感器设计公司进⾏技术创新， CMOS图像传感器（简称：CIS）处理像素越来越⾼，图像传感器芯⽚的复杂度越来越⾼，芯⽚的测试时间和投⼊也越来越⼤。

为了保证CIS芯⽚量产品质，加速科技与思特威进⾏了紧密合作，以⾼性价⽐CIS解决⽅案赋能思特威，为CMOS图像传感器芯⽚测试的发展树⽴了⾏业典范。

国产CMOS图像传感器龙头企业的测试需求思特威作为CMOS图像传感器芯⽚领域的龙头企业，⾃成⽴以来，始终专注于⾼端成像技术的创新与研发，凭借⾃⾝性能优势得到了众多客户的认可和青睐。

在安防监控领域，思特威连续五年出货量位居全球第⼀。

现有6⼤⾃主研发的产品线，⽬前，产品已覆盖了安防监控、机器视觉、智能车载电⼦、智能⼿机等多场景应⽤领域的全性能需求。

众所周知，CMOS芯⽚测试既要进⾏常规的DC&Function项测试，⼜需要进⾏图像采集及测试，对测试设备的专业性要求较⾼，相应的整体测试设备也⽐较复杂。

怎样能更好、更快的进⾏图像传感芯⽚测试？最⼤程度减少测试成本？作为连续五年安防领域出货量TOP1企业，思特威对测试系统的选择⾮常慎重。

定制化CIS芯⽚测试解决⽅案实现更⾼性能的实时测试和数据传输加速科技作为半导体测试设备领军企业，多年来已服务⾏业众多IC设计公司、知名封测企业、测试⼤⼚，持续提供⾼性价⽐的测试设备和全系列解决⽅案，帮助提⾼⽣产效率，降低⽣产成本，确保产品良率。

凭借专业领先的实⼒，加速科技赢得了思特威的青睐。

针对思特威提出的⾼速图像采集测试需求，尤其在CMOS图像传感器不断朝着⾼帧率化与⾼像素化的发展趋势下，摄像头传输影像的数据量在持续跃升，对测试设备的专业性提出了更⾼的要求。

加速科技运⽤⾃主研发的国内第⼀台250Mbps以上⾼性能数模混合信号测试机，利⽤多年积累的⾼速分布式通信技术和⾼性能算法加速技术，深度定制了⼀整套⾼性能低成本的CIS测试解决⽅案。

CMOS图像传感器中的视觉信号处理技术研究第一章绪论CMOS图像传感器是一种基于CMOS工艺制造的图像传感器，具有低功耗、高集成度、成像速度快等优势。

同时，视觉信号处理技术是CMOS图像传感器技术中的关键环节，对CMOS图像传感器的成像质量和性能影响非常大。

因此，对CMOS图像传感器中的视觉信号处理技术进行研究和优化具有重要的意义。

本文将对CMOS图像传感器中的视觉信号处理技术进行探讨，从图像信号增强、去噪、边缘检测、分割、识别等方面进行论述，旨在为相关科研工作者和技术人员提供一定的参考和借鉴。

第二章图像信号增强技术图像信号增强技术是指对图像信号进行滤波或其他处理，以提高图像质量和清晰度的技术。

在CMOS图像传感器中，图像信号增强技术可以用来提高图像的对比度、清晰度和细节等方面。

常用的图像增强方法包括直方图均衡化、灰度变换、滤波等。

直方图均衡化是一种常用的图像增强方法，其基本思想是通过对图像的亮度分布进行统计分析，得出图像的灰度直方图，然后通过调整灰度值分布来增强图像对比度和清晰度。

在CMOS图像传感器中，直方图均衡化可以用于提高光照均匀的场景下的图像质量，如室内照明不均匀、夜间低光量等场景。

灰度变换是另一种常用的图像增强方法，其基本思想是将原图像的灰度级经过某种变换后得到一个新的灰度级。

通过确定变换函数的形式和参数，可以调整图像亮度和对比度等参数，以达到增强图像的目的。

在CMOS图像传感器中，灰度变换可以用于对不同亮度场景下的图像进行在线调整，以提高图片的质量和可读性。

滤波是另一种常用的图像增强方法，其基本思想是对图像信号进行卷积操作，以去除噪声和增强图像特征。

常用的滤波方法包括高通滤波、低通滤波、中值滤波等。

在CMOS图像传感器中，滤波可以用于去除CMOS图像传感器输出信号中的噪声和干扰，提高图像的质量和可靠性。

第三章图像去噪技术图像噪声是指图像中包含的非目标信号，它会降低图像的质量和清晰度。

文献综述CCD 与CMOS 的图像传感的研究（黄成华）班级：电子信息工程1103 姓名：黄成华指导老师：徐老师一．前言70 年代初，随着MOS 技术的成熟，三种典型的固体图像传感—电荷耦合器件（CCD）、电荷注入器件（CID）、光敏二极管阵列（PDA）得到了发展。

在这三种固体图像传感器中，CCD 发展最为迅速。

CCD 器件及其应用技术的研究取得了惊人的进展。

到90 年代初，CCD 技术已比较成熟。

作为一种新型光电转换器被广泛应用，特别是在图像传感和非接触式测量领域的发展则更为迅猛。

随着CCD 应用范围的扩大，其缺点逐渐暴露出来。

为此，人们又开发了另外几种固体图像传感器技术。

其中，最引人注目、最有发展潜力的是CMOS 图像传感器，它能获得和CCD 产品相似的图像质量，且在功耗、集成度上都取得了很大突破。

CMOS 图像传感器具有许多优点，如芯片内部集成了A ／D 转换器、输出为数字信号、外围线路简单、工作时不需要相位驱动脉冲、价格便宜等，这些优点使其很适合于桌面多媒体、视频会议、图像监控等场合。

目前用于图像传感的器件主要有CCD 和CMOS 两大类。

就目前的应用情况来看，CMOS 器件的成像质量还不如CCD 器件的成像质量好。

但由于CMOS 的很多优点，使得其一出现便受到广泛关注，其应用领域也逐渐扩大。

CMOS 器件在工艺等方面的改进，成像质量的改善，系统集成技术的应用。

二．主题本文介绍了CCD与CMOS图像传感器的原理、特点及发展趋势。

分别对CCD与CMOS 图像传感器的结构和工作原理进行对比研究，尤其是CMOS与CCD 两类图像传感之间的不同进行综述。

重点介绍了CMOS 图像传感器的应用技术和发展趋势。

三. 研究的背景和意义随着数码相机、手机相机的兴起，图像传感器正逐渐成为半导体产品中最耀眼的明星之一，而在图像传感器中，CCD与CMOS传感器是当前被普遍采用的两种图像传感器，两者都是利用感光二极管(photodiode)进行光电转换，将图像转换为数字数据，而其主要差异是数字数据传送的方式不同。

CMOS图像传感器的工作原理及研究摘要：介绍了CMOS图像传感器的工作原理，比较了CCD图像传感器与CMOS图像传感器的优缺点，指出了CMOS图像传感器的技术问题和解决途径，综述了CMOS图像传感器的现状和发展趋势。

1 引言自从上世纪60年代末期，美国贝尔实验室提出固态成像器件概念后，固体图像传感器便得到了迅速发展，成为传感技术中的一个重要分支，它是PC机多媒体不可缺少的外设，也是监控中的核心器件。

互补金属氧化物半导体<CMOS）图像传感器与电荷耦合器件<CCD）图像传感器的研究几乎是同时起步，但由于受当时工艺水平的限制，CMOS图像传感器图像质量差、分辨率低、噪声降不下来和光照灵敏度不够，因而没有得到重视和发展。

而CCD器件因为有光照灵敏度高、噪音低、像素少等优点一直主宰着图像传感器市场。

由于集成电路设计技术和工艺水平的提高，CMOS图像传感器过去存在的缺点，现在都可以找到办法克服，而且它固有的优点更是CCD器件所无法比拟的，因而它再次成为研究的热点。

70年代初CMOS传感器在NASA的Jet Pro pul sion 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[1]，1997年英国爱丁堡VLSI Ver sion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。

2 技术原理CCD型和CMOS型固态图像传感器在光检测方面都利用了硅的光电效应原理，不同点在于像素光生电荷的读出方式。

CMOS图像传感器在医学成像中的应用研究摘要：CMOS图像传感器是一种重要的光电转换器件，在医学成像领域具有广泛的应用。

本文旨在探讨CMOS图像传感器在医学成像中的应用现状和发展趋势。

首先，介绍了CMOS传感器的基本原理和特点。

然后，详细讨论了CMOS图像传感器在医学成像领域的应用，包括内窥镜、放射性成像和超声成像等。

最后，分析了CMOS图像传感器在医学成像中的挑战和未来的发展方向。

1. 引言医学成像技术在疾病诊断和治疗中有着重要的作用。

CMOS图像传感器由于其高集成度、低功耗和小尺寸等特点，逐渐取代了传统的CCD图像传感器，成为医学成像领域的重要组成部分。

本文将围绕CMOS图像传感器的原理、应用和未来发展进行研究。

2. CMOS图像传感器的基本原理和特点CMOS图像传感器是一种基于互补式金属氧化物半导体（CMOS）技术制造的光电转换器件。

与CCD传感器相比，CMOS传感器具有以下优点：低功耗、高集成度、小尺寸、灵敏度高和成本低等。

CMOS图像传感器是由光电二极管阵列、信号读出电路和图像处理电路等组成。

3. CMOS图像传感器在内窥镜中的应用内窥镜是一种用于观察和诊断人体内腔器官的医疗设备。

CMOS图像传感器因其小尺寸和低功耗等特点，成为内窥镜领域的理想选择。

通过将CMOS图像传感器与光学透镜组件相结合，可以实现对人体内部器官的高清晰度成像。

此外，CMOS图像传感器还可以提供实时图像传输和便携式设备的设计，为医生提供了更多的便利。

4. CMOS图像传感器在放射性成像中的应用放射性成像是一种利用放射性核素来观察生物体内部功能和结构的技术。

CMOS图像传感器用于放射性成像可以提供更高的灵敏度和空间分辨率。

通过与放射性核素结合，CMOS传感器可以实现放射性成像的定位和跟踪，为疾病的早期诊断和治疗提供了重要的支持。

5. CMOS图像传感器在超声成像中的应用超声成像是一种使用超声波探测器观察和诊断人体内部结构的无创检测技术。

CMOS图像传感器技术在医学影像中的应用研究介绍随着科技的不断进步，CMOS（Complementary Metal-Oxide-Semiconductor）图像传感器技术在医学影像领域的应用也愈发广泛。

CMOS图像传感器以其低功耗、高灵敏度和良好的集成度等特点，成为医学影像领域中重要的技术工具。

本文将探讨CMOS 图像传感器技术在医学影像中的应用研究，重点关注其在诊断、手术导航和病理学研究等方面的应用。

一、CMOS图像传感器技术在诊断中的应用1.1 CMOS图像传感器技术在X射线成像中的应用传统的X射线成像基于医用胶片，而CMOS图像传感器技术的引入使得数字化的X射线像素化计算成为可能。

CMOS图像传感器以其高动态范围和低噪声的特点，能够提供较高的图像清晰度和对比度。

同时，CMOS图像传感器的集成度高，可适应小型化和便携化的需求。

因此，CMOS图像传感器技术在X射线成像中的应用广泛，称为数字化X射线成像技术。

1.2 CMOS图像传感器技术在超声成像中的应用超声成像是医学领域中常用的非侵入性诊断方法之一。

传统的超声成像设备主要采用压电传感器作为接收器件，但其存在着重量大，成像速度慢等问题。

而CMOS图像传感器可以实现超声信号的高速采集和较高的动态范围，使得超声成像设备更加紧凑和高效。

同时，CMOS图像传感器的低功耗和集成度高，也为超声成像的移动化和智能化提供了可能。

二、CMOS图像传感器技术在手术导航中的应用2.1 CMOS图像传感器技术在内窥镜手术中的应用内窥镜手术是一种微创手术技术，需要通过将内窥镜引导到患者体内来进行术中观察和操作。

CMOS图像传感器技术的引入，使得内窥镜成像更加清晰和准确。

CMOS图像传感器的高灵敏度和动态范围可以提供更好的术中可见性，同时其集成度高也方便了内窥镜设备的迷你化设计。

因此，CMOS图像传感器技术在内窥镜手术中得到了广泛的应用。

2.2 CMOS图像传感器技术在神经导航中的应用神经导航技术在脑外科手术和神经外科中具有重要的应用意义。

中国图像传感器市场发展及市场供需专项研究报告中国图像传感器市场发展及市场供需专项研究报告一、中国图像传感器行业发展概述随着人工智能、物联网等技术的发展，图像传感器技术作为一种重要的感知技术，具有广泛的应用前景，是摄像头、安防、汽车、医疗、手机、机器人等智能设备的关键部件之一。

如今，全球图像传感器市场规模已经达到数百亿美元，成为一个巨大的市场。

在此市场中，中国图像传感器企业发展势头迅猛。

据The Insight Partners数据，2020年全球图像传感器市场规模为142.7亿美元，其中中国图像传感器市场占据10.4%的市场份额。

在未来几年，随着5G技术、工业互联网等领域的推广应用，以及新型物联网智能终端设备的崛起，中国图像传感器市场的规模预计将继续扩大。

二、中国图像传感器市场现状分析1.市场规模据CCID Consulting调查数据显示，2019年中国图像传感器市场规模达到了38.9亿元，同比增长22.6%。

尽管市场增速放缓，但随着物联网和智能家居市场的迅猛发展，以及5G技术的推广，市场规模将保持较高的增长。

2.市场竞争格局目前，中国图像传感器市场中主要存在三大供应商：华为海思、国科微和客观光电，三家公司均占据了市场的主导地位。

其中，华为海思拥有着强大的芯片设计和制造能力，不断加大研发投入，进一步扩大了市场份额。

国科微则在CMOS图像传感器市场上更具优势，产品涵盖了智能手机、物联网、人工智能、汽车电子等多种领域。

客观光电则专注于高端医疗和工业应用领域，产品拥有较高的市场占有率。

3.市场领域目前，中国图像传感器市场的应用领域包括智能手机、汽车电子、安防监控、工业自动化、医疗影像等领域。

其中，智能手机是图像传感器领域的主要应用领域之一，同时也是市场份额最大的领域。

随着5G技术的推广，越来越多的智能手机将配备高像素图像传感器，以满足手机拍照和美颜等需求。

未来，随着物联网、智能家居、工业互联网等领域的发展，图像传感器在智能终端和传感器网络方面的应用将会越来越广泛。

基于CMOS图像传感器的多光谱遥感成像系统几个关键问题研究一、本文概述随着遥感技术的快速发展，多光谱遥感成像系统在环境监测、资源调查、灾害预警等领域的应用越来越广泛。

CMOS图像传感器作为一种新兴的成像器件，具有低功耗、低成本、高集成度等优点，因此在多光谱遥感成像系统中具有广阔的应用前景。

然而，基于CMOS图像传感器的多光谱遥感成像系统在设计和实现过程中面临着一系列关键技术问题，这些问题直接影响着系统的成像质量和性能。

本文旨在深入研究基于CMOS图像传感器的多光谱遥感成像系统中的几个关键问题，包括光谱滤波器的设计与优化、光谱图像的校正与融合、以及系统噪声的抑制等。

通过对这些问题的系统分析和研究，本文旨在提出有效的解决方案，为基于CMOS图像传感器的多光谱遥感成像系统的进一步发展提供理论支持和实际应用指导。

具体而言，本文将首先分析CMOS图像传感器在多光谱遥感成像系统中的应用优势与挑战，然后重点探讨光谱滤波器的设计与优化方法，以提高光谱分辨率和成像质量。

接着，本文将研究光谱图像的校正与融合技术，旨在消除光谱图像间的失真和偏差，提高图像的整体质量和信息提取精度。

本文将关注系统噪声的抑制问题，通过算法优化和硬件设计等手段，降低噪声对成像质量的影响。

通过本文的研究，我们期望能够为基于CMOS图像传感器的多光谱遥感成像系统的设计和实现提供有益的参考和指导，推动该技术在各领域的广泛应用和持续发展。

二、CMOS图像传感器的基本原理与特性CMOS图像传感器，全称为互补金属氧化物半导体图像传感器，是现代数字摄影技术的核心组件之一。

它利用光电转换效应将光信号转换为电信号，进而生成数字图像。

与传统的电荷耦合器件（CCD）相比，CMOS图像传感器在制造工艺、功耗、集成度等方面具有显著优势。

基本原理：CMOS图像传感器的基本工作原理基于光电二极管或光电晶体管的光电转换效应。

当光照射到传感器上时，光子被传感器内的光电二极管或晶体管吸收，导致电子从价带跃迁到导带，从而产生光生电流或光生电压。

2023年CMOS系统行业市场调研报告1、前言CMOS系统是一种在成像传感器中广泛使用的技术。

CMOS系统在基于单个晶体管的像素上构建，使用标准CMOS工艺制造，并已成为视觉处理的核心，促进了数字相机、电视、手机等消费电子的发展。

随着技术的不断发展和市场的增长，CMOS系统已经成为享有广泛声誉和极高影响力的关键技术之一。

因此，对CMOS系统行业进行深入调研、分析，具有重要的实际意义。

2、产业概况CMOS技术在成像技术中具有重要地位，为业界提供了一条发展道路。

CMOS技术在成像传感器中的应用，促进了数字相机和手机技术的快速发展。

CMOS技术在全球市场上的应用也越来越广泛。

据统计，2017年全球CMOS市场总额为517.7亿美元，预计2025年将超过700亿美元。

3、市场需求随着技术的不断进步，消费者对于高质量、高性能的产品需求越来越大。

而在数字相机和手机等消费电子中，CMOS系统有着广泛的应用。

因此，随着消费者个性化需求的不断增强，对CMOS系统的需求也不断扩大。

同时，网路视频、安防监控、医疗影像领域对于高质量图像的需求也在不断增加，对于CMOS系统市场的需求提出更高的要求。

4、竞争状况CMOS系统市场具有较高的竞争度。

在产品性能、成本、技术优势及市场渗透率等方面，CMOS系统制造商之间的竞争十分激烈。

此外，市场存在着一些兼顾安全、成本和效能的制度与标准，也对于CMOS系统行业的发展产生了直接的影响，制造商需要积极响应这种竞争状况，加强产品的质量、性能与核心技术。

5、市场趋势CMOS系统市场处于快速增长的状态，市场前景非常广阔。

随着移动终端市场的扩大，手机、平板电脑、消费类电子等市场对于CMOS的需求越来越大。

同时，随着HDR 技术的发展和应用的广泛，对于CMOS系统的要求越来越高。

未来，CMOS系统的应用有望向医疗影像领域、自动驾驶、虚拟现实等领域拓展，市场前景更加宽广。

6、总结通过对CMOS系统市场的调研和分析，可以看出，CMOS系统是一项重要的技术应用，是数字相机、手机、电视等消费类电子产品快速发展的关键。

CMOS图像传感器的研究与设计一、前言相信大家都有过拍照的经历，而在数码相机和智能手机中，CMOS图像传感器已经成为了摄像头的标配。

CMOS图像传感器的应用不仅仅局限于相机和手机，还广泛应用于医疗、安防、机器人、自动驾驶等领域。

随着科技的不断发展，CMOS图像传感器的技术也在不断革新，本篇文章将对CMOS图像传感器的研究与设计进行探究。

二、基础知识CMOS图像传感器是一种能够将光信号转化为数字信号的电子器件，它是由一系列的像素组成，每个像素都包含着一个感光电容和一对转换电路。

当感光电容受到光的照射后，会产生一个电荷，接着转换电路会将电荷转化为数字信号。

CMOS图像传感器有着功耗低、响应速度快、集成度高等优点，因此它已经成为了数码相机和智能手机中主要的图像传感器。

三、CMOS图像传感器的研究1. 单个像素的探究CMOS图像传感器中最基本的单元就是像素，因此研究单个像素的性能是非常重要的。

研究者们通过改进感光电容的材料和结构，提高转换电路的精度和速度，从而不断优化单个像素的性能。

例如，设计更好的场效应晶体管（MOSFET）技术，使像素在高光动态范围下有更好的表现；使用带宽更高的数模转换器，提高像素的信噪比和灵敏度等等。

2. 提高像素的动态范围由于摄像机在采集图像时，常常出现景物之间的亮度差异很大的情况，所以提高像素的动态范围是CMOS图像传感器研究的一个重要方向。

通过设计更好的像素结构和转换电路，可以使像素具有更高的峰值响应和更低的噪声，从而提高了像素的动态范围。

例如，在感光电容上添加特殊的反射层材料，可以增加感光电容的光吸收能力；采用更先进的本底优化技术，可以减少像素的暗电流，进而提高像素的信噪比。

3. 高速传输随着科技的不断进步，人们对图像传输的工作效率要求也越来越高。

因此，高速传输技术已经成为了CMOS图像传感器研究的热点之一。

研究者们通过改进传输线路的结构和材料，研究更高效的数字信号处理技术，提高图像数据的传输速度。

图 1 CIS 主要工作原理化电路（Analog to Digital Converter，ADC）转换成数字信号，并输出。

2.2 CMOS 图像传感器光路结构入射光透过微透镜、彩色滤镜和介质层到达硅片表面并被吸收，吸收的光子再转化为电子信号。

叶红波，上海集成电路研发中心测试技术部，研究方向：集成电路设计与制造。

其中，微透镜的主要作用是聚焦入射光，通过微透镜可以增加入射到 PhotoDiode 表面的光。

彩色滤镜的作用是为了滤除其他光波长的波，只通过绿色、蓝色、红色这三种波长光中的一种，其他光都滤除。

在彩色滤镜中，通常使用的拜尔Pattern，如图 3 所示。

可以看出其中绿色占一半，红蓝各占四分之一，这是因为人类视觉对绿光最敏感，使用两倍于红色或蓝色的绿色组件来模仿人眼的生理性质，将绿色光传感器称作光敏侦测组件，而红、蓝色则称为色敏侦测组件。

最终每个像素点的颜色信息是经过插值处理得到的。

2.3 CMOS 图像传感器的性能灵敏度是指 CMOS 图像传感器对光的响应程度；灵敏度是 CMOS 图像传感器最重要的指标之量多的光子到达像元表面，被像元吸收。

即提高光学效率，这是一种提升灵敏度的重要方法。

提升了 32%。

3.2 色彩滤镜材料改善灵敏度从图 2 的光路中可以看出，入射光需要经过一层色彩滤镜，而从拜尔 Pattern 中看出绿色是最敏感图 2 FSI 和 BSI 光路结构图 3 拜尔 Pattern图 4 光学效率图 5 介质工艺改善实验3.3 通过色彩滤镜工艺改善灵敏度除了上述 3.2 节所提及的，通过更换色彩滤镜材料改善灵敏度之外，我们进一步对色彩滤镜的工艺进行了实验。

通过设置一组不同工艺的绿色色彩滤镜实验，我们发现不同的膜厚工艺优化，可以进一步光学效率。

如图 7 所示，针对同一种绿色，通过原工艺条件的膜厚 1 的绿色滤镜光通过率为 88%，而工艺条件改善后膜厚 2 的绿色滤镜光通过率达到了 94%，改善了 6%。