近日，美国密歇根大学的研究人员开发了一种全新设计的“自供电”CMOS图像传感器，其像素能够同时进行成像和能量收集。这样的设计可能会为将来的紧凑自供电相机开辟道路。科技媒体TechCrunch的Devin Coldewey评论称：“新设计的传感器本质上是一台永远不需要电池或者无线电源的相机。”

该研究团队已经开发出了能够同时进行成像和能量收集的原型CMOS有源像素，而无需引入额外的平面PN结，其像素采用标准CMOS工艺中可用的结构。论文主要作者Euisik Yoon在论文摘要中解释称：“与传统的基于CMOS电子的成像像素不同，新型传感器中的N阱区被用作图像捕获的感应节点，我们采用了基于空穴的成像技术，同时利用N阱区以高于94%的高填充因子收集能量。

CMOS图像传感器是一种典型的固体成像传感器，与CCD有着共同的历史渊源。CMOS图像传感器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。

在CMOS图像传感器芯片上还可以集成其他数字信号处理电路，如AD转换器、自动曝光量控制、非均匀补偿、白平衡处理、黑电平控制、伽玛校正等，为了进行快速计算甚至可以将具有可编程功能的DSP器件与CMOS器件集成在一起，从而组成单片数字相机及图像处理系统。1963年Morrison发表了可计算传感器，这是一种可以利用光导效应测定光斑位置的结构，成为CMOS图像传感器发展的开端。1995年低噪声的CMOS有源像素传感器单片数字相机获得成功。

CMOS图像传感器具有以下几个优点：

1）、随机窗口读取能力。随机窗口读取操作是CMOS图像传感器在功能上优于CCD的一个方面，也称之为感兴趣区域选取。此外，CMOS图像传感器的高集成特性使其很容易实现同时开多个跟踪窗口的功能。

2）、抗辐射能力。总的来说，CMOS图像传感器潜在的抗辐射性能相对于CCD性能有重要增强。

3）、系统复杂程度和可靠性。采用CMOS图像传感器可以大大地简化系统硬件结构。

4）、非破坏性数据读出方式。

5）、优化的曝光控制。值得注意的是，由于在像元结构中集成了多个功能晶体管的原因，CMOS图像传感器也存在着若干缺点，主要是噪声和填充率两个指标。鉴于CMOS图像传感器相对优越的性能，使得CMOS图像传感器在各个领域得到了广泛的应用。