CMOS圖像傳感器（CIS）作為一種能夠?qū)⒐鈱W(xué)信號轉(zhuǎn)化為電信號的關(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。在車輛對外部環(huán)境進(jìn)行感知的過程中，CIS通過捕捉外界場景的光學(xué)信息，即時生成高分辨率的圖像或視頻數(shù)據(jù)，為后續(xù)的視覺處理算法提供至關(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圖像傳感器都通過使用數(shù)千個或數(shù)百萬個稱為光點的光捕獲井捕獲光子來將光轉(zhuǎn)換為電子。拍攝圖像時，感光點會被揭開以收集光子并將它們存儲為電信號。在 CCD 將光轉(zhuǎn)換為電子，電荷通過芯片傳輸并在陣列的一個角落讀取，模數(shù)轉(zhuǎn)換器將每個光點的電荷轉(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，信號按行和列多路復(fù)用到多個片上數(shù)模轉(zhuǎn)換器。因為每個光點都可以單獨讀取，所以CMOS圖像傳感器相對于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，是實現(xiàn)攝影功能的關(guān)鍵組件。

CCD將光生電荷從一個像素移動到另一個像素，并在輸出節(jié)點將其轉(zhuǎn)換為電壓

CMOS 成像器將電荷轉(zhuǎn)換為每個像素內(nèi)的電壓。

工藝技術(shù)

從光子到數(shù)字信號的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)是CIS實現(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)

消費者對更高圖像品質(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，增加像素數(shù)量意味著必須減小每個像素的尺寸。

在此過程中，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)對于制作高清CIS至關(guān)重要。如果采用過時的隔離技術(shù)，可能會造成各種圖像缺陷，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）獨有的工藝，與半導(dǎo)體存儲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)將入射光線過濾成紅色、綠色和藍(lán)色等不同波長的光譜，而微透鏡則能夠顯著提升光的凝聚效率，從而增強感光性能。為了獲取更加卓越的圖像質(zhì)量，研究和開發(fā)紅色、綠色和藍(lán)色色素材料顯得尤為重要，同時還需不斷優(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立形成。

 在制造過程中，這些晶圓通過一種名為“晶圓粘結(jié)”的工藝被精確地連接起來。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。

車載CIS

      車載CIS具有高動態(tài)范圍（HDR）特性，能夠有效應(yīng)對強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，針對現(xiàn)代交通信號燈普遍采用的PWM調(diào)光技術(shù)，CIS需要具備LED閃爍抑制（LFM）功能，以避免因信號燈閃爍導(dǎo)致的誤判問題。

在實際應(yīng)用中，CIS采集的視覺數(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)雜道路場景下實現(xiàn)自動駕駛功能。

    目前，車載CIS的技術(shù)弊端集中體現(xiàn)在環(huán)境適應(yīng)性、動態(tài)性能、成本控制及系統(tǒng)協(xié)同等方面。盡管通過工藝改進(jìn)（如堆疊式設(shè)計）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。