CMOS圖像傳感器（CIS）作為一種能夠?qū)⒐鈱W(xué)信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)的關(guān)鍵芯片，是攝像頭不可或缺的核心組成部分。

   在智能駕駛系統(tǒng)中，CIS的作用尤為突出。在車(chē)輛對(duì)外部環(huán)境進(jìn)行感知的過(guò)程中，CIS通過(guò)捕捉外界場(chǎng)景的光學(xué)信息，即時(shí)生成高分辨率的圖像或視頻數(shù)據(jù)，為后續(xù)的視覺(jué)處理算法提供至關(guān)重要的原始輸入，CIS的性能優(yōu)劣直接關(guān)系到系統(tǒng)在各種復(fù)雜情境下的感知能力。

CMOS技術(shù)介紹

   根據(jù)圖像傳感器的應(yīng)用和制造工藝，圖像傳感器可分為CCD圖像傳感器和CMOS圖像傳感器。 

CMOS圖像傳感器的登場(chǎng)淘汰了CCD傳感器，CCD 傳感器是一種“電荷耦合器件”。 CCD和CMOS圖像傳感器都通過(guò)使用數(shù)千個(gè)或數(shù)百萬(wàn)個(gè)稱(chēng)為光點(diǎn)的光捕獲井捕獲光子來(lái)將光轉(zhuǎn)換為電子。拍攝圖像時(shí)，感光點(diǎn)會(huì)被揭開(kāi)以收集光子并將它們存儲(chǔ)為電信號(hào)。在 CCD 將光轉(zhuǎn)換為電子，電荷通過(guò)芯片傳輸并在陣列的一個(gè)角落讀取，模數(shù)轉(zhuǎn)換器將每個(gè)光點(diǎn)的電荷轉(zhuǎn)換為數(shù)字值。

   CMOS圖像傳感器則將光敏像素的電荷轉(zhuǎn)換為像素位置的電壓。然后，信號(hào)按行和列多路復(fù)用到多個(gè)片上數(shù)模轉(zhuǎn)換器。因?yàn)槊總€(gè)光點(diǎn)都可以單獨(dú)讀取，所以CMOS圖像傳感器相對(duì)于CCD更加靈活。CMOS圖像傳感器負(fù)責(zé)將鏡頭捕捉到的影像信息轉(zhuǎn)化為電子圖像信號(hào)，是實(shí)現(xiàn)攝影功能的關(guān)鍵組件。

CCD將光生電荷從一個(gè)像素移動(dòng)到另一個(gè)像素，并在輸出節(jié)點(diǎn)將其轉(zhuǎn)換為電壓

CMOS 成像器將電荷轉(zhuǎn)換為每個(gè)像素內(nèi)的電壓。

工藝技術(shù)

從光子到數(shù)字信號(hào)的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)是CIS實(shí)現(xiàn)環(huán)境感知的基礎(chǔ)，具體技術(shù)步驟如下：

1.深層光電二極管成型工藝技術(shù)

消費(fèi)者對(duì)更高圖像品質(zhì)的追求，促進(jìn)了CIS工藝技術(shù)的快速發(fā)展。在保持芯片尺寸不變的前提下，增加像素?cái)?shù)量意味著必須減小每個(gè)像素的尺寸。

在此過(guò)程中，形成深層光電二極管成為維護(hù)圖像質(zhì)量的關(guān)鍵措施。為了在微型像素中確保足夠的滿阱容量（FWC），與半導(dǎo)體存儲(chǔ)器技術(shù)相比，CIS必須采用更為復(fù)雜的圖像傳感技術(shù)。特別是需要保證高縱橫比（>15:1）的植入掩模（implant MASK）工藝技術(shù)的精確實(shí)施，以有效阻止高能量離子的植入，從而維持傳感器的性能與品質(zhì)。

2.像素間隔離處理技術(shù)

將像素彼此隔離的技術(shù)對(duì)于制作高清CIS至關(guān)重要。如果采用過(guò)時(shí)的隔離技術(shù)，可能會(huì)造成各種圖像缺陷，如混色、散色等。

3.彩色濾波陣列(CFA)處理技術(shù)

彩色濾波陣列，作為CIS（接觸式圖像傳感器）獨(dú)有的工藝，與半導(dǎo)體存儲(chǔ)器的制造流程有著顯著的區(qū)別。CFA工藝主要由彩色濾波器（CF）和微透鏡（ML）兩部分構(gòu)成。彩色濾波器負(fù)責(zé)將入射光線過(guò)濾成紅色、綠色和藍(lán)色等不同波長(zhǎng)的光譜，而微透鏡則能夠顯著提升光的凝聚效率，從而增強(qiáng)感光性能。為了獲取更加卓越的圖像質(zhì)量，研究和開(kāi)發(fā)紅色、綠色和藍(lán)色色素材料顯得尤為重要，同時(shí)還需不斷優(yōu)化包括形狀、厚度等在內(nèi)的多種工藝參數(shù)，以推動(dòng)相關(guān)技術(shù)的持續(xù)發(fā)展。

 4.晶圓堆疊工藝

 晶圓堆疊技術(shù)，即將兩個(gè)晶圓精密地連接在一起，是制造高像素、高清晰度CIS（接觸式圖像傳感器）產(chǎn)品的關(guān)鍵技術(shù)之一。針對(duì)高像素的CIS產(chǎn)品，像素陣列與邏輯電路分別在不同的晶圓上獨(dú)立形成。

 在制造過(guò)程中，這些晶圓通過(guò)一種名為“晶圓粘結(jié)”的工藝被精確地連接起來(lái)。盡管這種將像素陣列和邏輯電路分離的生產(chǎn)方式增加了制造成本，但它也極大地提升了在同等晶圓面積上產(chǎn)出更多芯片的數(shù)量，從而在某種程度上平衡了成本并提高了生產(chǎn)效率。

車(chē)載CIS

      車(chē)載CIS具有高動(dòng)態(tài)范圍（HDR）特性，能夠有效應(yīng)對(duì)強(qiáng)光逆光或隧道明暗交替等極端光照條件，確保系統(tǒng)在光線劇烈變化的場(chǎng)景中依然可以獲取清晰的圖像信息。

  在低照度環(huán)境下，CIS的低照靈敏度表現(xiàn)尤為重要。夠大幅提升夜間或弱光環(huán)境下的成像質(zhì)量，使系統(tǒng)在光線不足的條件下依然保持出色的感知能力。

     此外，針對(duì)現(xiàn)代交通信號(hào)燈普遍采用的PWM調(diào)光技術(shù)，CIS需要具備LED閃爍抑制（LFM）功能，以避免因信號(hào)燈閃爍導(dǎo)致的誤判問(wèn)題。

在實(shí)際應(yīng)用中，CIS采集的視覺(jué)數(shù)據(jù)還需要與雷達(dá)、LiDAR等多傳感器信息進(jìn)行深度融合，共同構(gòu)建智能駕駛系統(tǒng)可靠的環(huán)境感知層。正是通過(guò)這些先進(jìn)技術(shù)的協(xié)同工作，智能駕駛系統(tǒng)才能在各種復(fù)雜道路場(chǎng)景下實(shí)現(xiàn)自動(dòng)駕駛功能。

    目前，車(chē)載CIS的技術(shù)弊端集中體現(xiàn)在環(huán)境適應(yīng)性、動(dòng)態(tài)性能、成本控制及系統(tǒng)協(xié)同等方面。盡管通過(guò)工藝改進(jìn)（如堆疊式設(shè)計(jì)）和算法優(yōu)化（如AI-ISP）可部分緩解，但完全克服仍需跨學(xué)科協(xié)作，技術(shù)有待加強(qiáng)。