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CMOS 圖像傳感器芯片設計

成果與項目的背景及主要用途：人類通過視覺系統獲取的信息占獲取信息總量的 80%以上，如果說計算機相當于人類的大腦，那么圖像傳感器則相當于人類的眼睛。圖像傳感器作為圖像信息獲取最重要和最基本的技術在信息世界中將占據著極其重要的地位。半導體圖像傳感器相比傳統的膠片成像具有可實時處理和顯示、數字輸出、便于儲存和管理等諸多優勢，正在迅速成為圖像傳感器發展的主導力量。CMOS 圖像傳感器相對于 CCD 圖像傳感器具有單片集成、低功耗、低成本、體積小、圖像信息可隨機讀取等一系列優點。在手機拍照、PC 攝像、機器視覺、視頻監控等諸多領域已經取代了 CCD 圖像傳感器。技術原理與工藝流程簡介：（1）時間延遲積分型 CMOS 圖像傳感器芯片通過 0.18µm 1P4M CMOS 工藝完成了對最高 128 級線陣長度為 1024 像素的TDI 型 CMOS 圖像傳感器芯片的設計、投片和測試工作。（2）具有緊湊讀出的多次積分動態范圍擴展 CMOS 圖像傳感器提出了一種通過多次積分擴展動態范圍的方法，采用緊湊讀出方式，以降低對對讀出電路的工作速度要求。成功流片 128×128 陣列原型，動態范圍可以擴展39dB,像素讀出時間相對于滾筒是曝光增加了 3 倍。應用前景分析及效益預測：該領域開始向著高清專業攝像、高精度工業和醫療成像、抗輻射太空成像等專業高端領域邁進。CCD 傳感器的衰退之勢難以挽回，CMOS 將在未來幾年保持優勢地位。2015 年，CMOS 出貨量將達到 36 億個，份額達 97%；而 CCD 出貨量將下降到只有 9520 萬個，占 3%份額。應用領域： CMOS 圖像傳感器廣泛應用于消費類、工業和科技等各個領域。民用領域：拍照手機、數碼相機、可視門鏡、攝像機、汽車防盜等；工業領域：生產監控、安全監控等。技術轉化條件：四十平方米以上的辦公用房，電腦、工作站若干，相應軟件。也可以和 RFID天線制造單位，卡片封裝單位共同合作。合作方式及條件：根據具體情況面議

南開大學 2021-04-11

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