高性能大动态范围 CMOS 图像传感器的研发

成果与项目的背景及主要用途：该项目是天津市科技发展计划项目，2005

年 8 月 2 日通过了科委组织的专家验收。

项目组采用自顶向下的设计方法，完成了 CMOS 图像传感器 1024×768 像素

阵列的版图设计，通过了仿真验证，结果达到了设计要求。在 Chartered 公司

0.35um 工艺线上成功试制了关键模块和小规模完整的 CMOS 图像传感器样片。

样片工作正常，能够正确的拍摄运动物体，各项指标均满足设计要求。

背景：CMOS 图像传感器是当前已广泛用于民用、工业、科技和国防领域的

各类图像摄取系统，近年来民用电子产品领域发展迅猛，如照相手机、PC 机、

像机等。

该成果主要用于图像摄取系统的核心部件—CMOS 图像传感器设计中。

技术原理与工艺流程简介：CMOS 图像传感器利用成熟的 CMOS 工艺制作光

敏像素单元，因此可以把光电接收器和信号处理电路集成在单个芯片上。主要设

计内容包括：像素阵列、消噪放大电路、模数转换器、时序控制电路和测试系统

设计。

采用自顶向下的设计方法，首先根据功能要求对系统进行架构设计，将系统

分为时序控制电路部分（数字电路实现）和从像素阵列到 AD 转换的信号处理部

分（模拟电路实现）。版图设计完成后，导出 GDSII 文件，在新加坡 Chartered 公

司 0.35um 工艺线进行流片，然后进行封装。根据芯片工作对外界的要求设计 PCB

电路板，搭建测试系统，对芯片功能和各项电学指标进行测试分析。 

技术水平及专利与获奖情况：技术水平属国内先进。

应用前景分析及效益预测：该项目取得了 CMOS 图像传感器的核心设计技

术，可用于各种CMOS图像传感器设计中，中国CMOS图像传感器市场需求庞大，

年复合成长率达到 60%，因此有着广阔的应用前景。

目前国外同类产品的销售价格远远高于芯片的开发成本，因此存在很大的利

润空间，将产生很好的经济效益。，功能上可完全兼容、并替代进，通过合作根

据市场需求，随时调整产品种类和指标，使经济效益最大化。

应用领域：CMOS 图像传感器广泛应用于消费类、工业和科技等各个领域。

民用领域：拍照手机、数码相机、可视门镜、摄像机、汽车防盗等；工业领域：

生产监控、安全监控等。

4 嵌入式实时人眼视线追踪系统

5 智能视频监控

6 立体影像处理

7 超高频读写器芯片（有资料）

8 基于多传感器的 AR 场景定位