Understanding CMOS Image Sensor( 二 )


由于发展理念上的分歧 ,  后来离开了美光 , 携巨款去南加州大学过起了安稳的教授生活 , 凭借历史上的贡献还能时不时获个伊丽莎白女王奖 。美光的 最终全部关闭 , 其CMOS部门于2008年独立出来成为了 , 后来又在2014年被ON收购 。美光的 关闭后催生了一批相关的创业公司 , 有的做高速 , 有的做运动 , 有的做手机 , 有的做安防 , 虽然各有各的艰辛 , 但也各有各的乐趣 。是一个特别美丽的城市 , 笔者周末开车闲逛时也会经常路过JPL , 总会想起这段历史 。。。
P.S. 据史料记载 , 1936年时 , 加州理工大学的五个学生在宿舍里制作火箭燃料 , 结果发生了爆炸 , 把宿舍墙炸出了一个洞 。令人不可思议的是 , 学校竟然没有收缴他们的作案工具 , 而是把他们赶到了郊外的一块河谷上让他们在那里继续做实验 , 于是他们就用学校的资助在河谷上建了一个火箭实验基地 , 这就是JPL的前身 。那五个学生中就有“中国导弹之父”钱学森 。
1 CMOS原理
1.1 简介
CMOS 是英文 Metal Oxide的缩写 , 这是一种主流的半导体工艺 , 具有功耗低、速度快的优点 , 被广泛地用于制造CPU、存储器和各种数字逻辑芯片 。基于CMOS 工艺设计的图像传感器叫做CMOS Image(CIS) , 与通用的半导体工艺尤其是存储器工艺相似度达到90%以上 。
CMOS技术的主要特点是成对地使用PMOS和NMOS两种晶体管 , PMOS负责拉高 , NMOS负责拉低 , 两者配合可以实现数字信号的快速切换 , 这就是的具体含义 。下图以最基本的反相器为例说明了CMOS技术的基本原理 。

Understanding CMOS Image Sensor

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CMOS 技术基础 - 反相器
传统的 CMOS 数字电路使用'0'和'1'两种逻辑电压控制晶体管的Gate从而控制晶体管的电流流动 , CMOS则是让光子直接进入晶体管内部生成电流 , 光信号的强弱直接决定了电流的大小 。这是CMOS 与CMOS 数字逻辑的主要区别之处 。
CMOS通常由像敏单元阵列、行驱动器、列驱动器、时序控制逻辑、AD转换器、数据总线输出接口、控制接口等几部分组成 。这几部分功能通常都被集成在同一块硅片上 , 其工作过程一般可分为复位、光电转换、积分、读出几部分 , 如下所示 。
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英文中的 实际上包含了两类产品 , 一种是以拍摄静态图片为主的 still  , 中文叫做相机 , 比如各种单反相机和微单类产品 。
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另一类是以拍摄连续视频为主的video  , 中文叫做摄像机 , 比如各种安防监控摄像头(video/CCTV) , 运动DV , 家用 , 以及录制影视节目用的电影摄像机( ) 。
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机器视觉( )
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