專利名稱：一種無線cmos圖像傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及圖像傳感器，特別是涉及一種無線CMOS圖像傳感器。
背景技術(shù)：
20世紀(jì)70年代，CMOS (Complementary Metal-Oxide-Semiconductor,互補(bǔ)金屬氧 化物半導(dǎo)體)圖像傳感器以其體積小、功耗低在圖像傳感器市場上獨(dú)樹一幟。由于CM0S圖 像傳感器的應(yīng)用，新一代圖像系統(tǒng)的開發(fā)研制得到了極大的發(fā)展，并且隨著經(jīng)濟(jì)規(guī)模的形 成，其生產(chǎn)成本也得到降低。目前，CMOS圖像傳感器的畫面質(zhì)量也能與CCD圖像傳感器相 媲美，這主要?dú)w功于圖像傳感器芯片設(shè)計(jì)的改進(jìn)，以及亞微米和深亞微米級設(shè)計(jì)增加了像 素內(nèi)部的新功能。CMOS圖像傳感器，是一個包括圖像陣列邏輯寄存器、存儲器、定時脈沖發(fā) 生器和轉(zhuǎn)換器在內(nèi)的全部系統(tǒng)。CMOS圖像傳感器在每個像素位置內(nèi)都有一個放大器，這就 使其能在很低的帶寬情況下把離散的電荷信號包轉(zhuǎn)換成電壓輸出，而且也僅需要在幀速率 下進(jìn)行重置。這種多功能的集成化，使得許多以前無法應(yīng)用圖像技術(shù)的地方現(xiàn)在變得可行 了 ，如孩子的玩具，更加分散的保安攝像機(jī)、嵌入在顯示器和膝上型計(jì)算機(jī)顯示器中的攝像 機(jī)、帶相機(jī)的移動電路、指紋識別系統(tǒng)、甚至于醫(yī)學(xué)圖像上所使用的一次性照相機(jī)等，這些 都已在某些設(shè)計(jì)者的考慮之中。到目前為止，已設(shè)計(jì)出高集成度單芯片CMOS圖像傳感器。 設(shè)計(jì)者力求使有關(guān)圖像的應(yīng)用更容易實(shí)現(xiàn)多功能，包括自動增益控制(AGC)、自動曝光控制 (AEC)、自動平衡(AMB)、伽瑪樣正、背景補(bǔ)償和自動黑電平校正。所有的彩色矩陣處理功能 都集成在芯片中。CMOS圖像傳感器允許片上的寄存器通過I2C總線對攝像機(jī)編程，具有 動態(tài)范圍寬、抗浮散且?guī)缀鯖]有拖影的優(yōu)點(diǎn)。市場上已有CMOS成像器和集成小型攝像機(jī)。 CMOS有可能SoC集成，工作電流小，是一種低成本，低功耗器件，非常適合無線網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用。典 型的圖像SoC包括像素陣列，定時電路，模擬調(diào)理電路，A/D、DSP與數(shù)字接口電路。片上DSP 主要用于圖像壓縮，如JPEG，同時亦具備實(shí)時與運(yùn)動圖像的能力。對無線傳感器來說，天線 是一個重要部件，設(shè)計(jì)一種小型化(其幾何尺寸僅為波長的十分之一)而又有較高輻射效 率的天線，應(yīng)考慮如下因素天線必須工作在或接近諧振頻率，否則會大幅度降低效率；輻 射效率與天線面積成平方關(guān)系；為了降低天線阻擾，應(yīng)設(shè)置阻抗變換或匹配電路。 小型天線多采用變形的半波偶極天線，常見的有F形天線和環(huán)形天線。天線可直 接印制在電路板上，也有現(xiàn)成的片式介質(zhì)天線(2mmX5mm)，無線收發(fā)器，它采用晶體驅(qū)動的 PLL來產(chǎn)生TX或RX用的RF信號。輸出功率較大時可增加PA級，這時應(yīng)啟用功率控制和無 線接口。多數(shù)器件使用ASK(開-關(guān))調(diào)制或FSK(GMSK)調(diào)制，速率在10 1000kb/s。發(fā) 射器鏈?zhǔn)褂肞LL來產(chǎn)生所需的RF信號，允許快速的跳頻，進(jìn)行信號調(diào)制。 目前，對無線視頻網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)來說，電源是還待解決的難題。最佳的候選是鋰電池， 一個1寸長、15mm直徑的電池(例如標(biāo)準(zhǔn)的CR2型)產(chǎn)生3V電壓，近1000mAh容量。絕大 多數(shù)用戶希望傳感器網(wǎng)絡(luò)能工作幾年而不必更換電池，在戶外和野外采用綠色環(huán)保的染料 敏化太陽能電池為補(bǔ)充。 隨著傳統(tǒng)能源資源的日益緊張和人們環(huán)保意識的增強(qiáng)，太陽能由于其節(jié)能儲量大、可再生、環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)受到國內(nèi)外的廣泛重視。太陽能電池白天擷取太陽能，并轉(zhuǎn)化成電 能存于蓄電池中，供夜間使用。然而，受實(shí)際蓄電池儲電能力的限制，再加上天氣有時忽晴 忽陰，有時連續(xù)陰雨，這樣的話，太陽能電池就會由于擷取不到足夠的太陽能，傳統(tǒng)的太陽 能電池是晶體硅太陽能電池，但是目前發(fā)電成本居高不下，是傳統(tǒng)的火電、水電成本的5倍 以上，與傳統(tǒng)電力相比，在價格上缺乏競爭力；另一方面，晶體硅太陽能電池板在制造過程 中產(chǎn)生的污染和能耗跟天然氣或煤發(fā)電相當(dāng)，這使得太陽能電池技術(shù)本身所固有的無污 染、可再生、綠色環(huán)保的發(fā)電過程給環(huán)境帶來的好處被制造過程中的高污染和高能耗所抵 消。

發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供 一種無線CMOS圖像傳感器。 本實(shí)用新型的目的可以通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)一種無線CMOS圖像傳感器，其 特征在于，包括無線CMOS圖像傳感器本體以及供電裝置，所述的供電裝置包括染料敏化太 陽能電池、蓄電池以及控制器，所述的染料敏化太陽能電池與蓄電池連接，所述的控制器與 蓄電池以及無線CMOS圖像傳感器本體連接。 所述的染料敏化太陽能電池設(shè)于無線CMOS圖像傳感器本體的表面，所述的蓄電
池設(shè)于無線CMOS圖像傳感器本體內(nèi)。 所述的蓄電池為大容量聚合物鋰離子電池。 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單、使用方便，采用染料敏化太陽能電池技術(shù) 和聚合物鋰離子電池，既實(shí)現(xiàn)無線CMOS圖像傳感器在戶外持續(xù)穩(wěn)定的工作，又達(dá)到綠色環(huán) 保要求，聚合物鋰離子電池可進(jìn)行高達(dá)上千次循環(huán)充放電，大大提高電池壽命，安全性能極 好，蓄電能力大大增強(qiáng)。

圖1為本實(shí)用新型的機(jī)械結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為本實(shí)用新型的電氣結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。 如圖1、2所示，一種無線CMOS圖像傳感器，包括無線CMOS圖像傳感器本體1以及 供電裝置，所述的供電裝置包括染料敏化太陽能電池2、蓄電池3以及控制器4，所述的染料 敏化太陽能電池2與蓄電池3連接，所述的控制器4與蓄電池3以及無線CMOS圖像傳感器 本體1連接。 所述的染料敏化太陽能電池2設(shè)于無線CMOS圖像傳感器本體的表面，所述的蓄電 池3設(shè)于無線CMOS圖像傳感器本體1內(nèi)；所述的蓄電池3為大容量聚合物鋰離子電池。 CMOS圖像傳感器殼體內(nèi)設(shè)置有聚合物鋰離子電池，CMOS傳感器外殼上包裝有染 料敏化太陽能電池，所述的太陽能敏化電池與聚合物鋰離子電池相連，控制器一端與聚合 物鋰離子電池相連，另一端與CMOS圖像傳感器相連。使用時，利用太陽能染料敏化電池將太陽光轉(zhuǎn)化為電能，存貯在聚合物鋰離子電池中，再由控制器供給CMOS圖像傳感器，使其
正常工作，可以使太陽能CMOS圖像傳感器在不更換電池的情況下長期連續(xù)工作。 本實(shí)用新型采用大容量聚合物鋰離子電池作為充電電池，染料敏化太陽能電池通
過控制器連接到聚合物鋰離子電池上，在控制器的作用下，實(shí)現(xiàn)太陽能對蓄電池的充電，蓄
電池通過控制器與無線CMOS圖像傳感器相連，實(shí)現(xiàn)對CMOS圖像傳感器供電。 本實(shí)用新型使用太陽能作為無線CMOS圖像傳感器的能源，可有效解決CMOS傳感
器的能量供給問題，并能保證COMS傳感器在無人監(jiān)管的環(huán)境里長期工作。 本實(shí)用新型所采用的太陽能源為染料敏化太陽能電池，該類型電池對光線的要求
條件不是很苛刻，即使在光線較弱的情況下，尤其是在大山的陰面和日照時間較短的地區(qū)，
也能獲得一定的電力，能夠滿足無線CMOS傳感器長期穩(wěn)定工作的要求。 本實(shí)用新型所使用的染料敏化太陽能電池主要是由透明導(dǎo)電基片、多孔納米晶二
氧化鈦薄膜、染料光敏化劑、電解質(zhì)溶液和透明對電極組成，電極使用鍍鉑的導(dǎo)電玻璃并用
封裝。電池網(wǎng)面積大，并與聚合物鋰離子電池連接。 本實(shí)用新型所采用的染料敏化太陽能電池附著在CMOS傳感器的封裝殼表面，實(shí) 現(xiàn)太陽能電池和CMOS傳感器的一體化。 本實(shí)用新型所采用的蓄電池為聚合物鋰離子電池，該類型電池容量大，質(zhì)量輕，壽 命長，能夠長期使用，不用更換電池。 本實(shí)用新型采用太陽能染料敏化電池和聚合物鋰離子電池的組合結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)綠色 環(huán)保的要求。 染料敏化太陽能電池(DSSC)采用了大自然光合作用原理，其原料成本和制備工 藝成本大大下降，僅為硅電池的十分之一甚至更低；而且該技術(shù)采用的制作工藝相對簡單、 能耗低、污染小，對環(huán)境友好；此外，染料敏化電池對光照條件要求不高，即便在陽光不太充 足的室內(nèi)也可使用；如果用塑料、金屬板等柔性基板替代玻璃，即制成可彎曲的柔性電池； 將它做成顯示器，則可一邊發(fā)電， 一邊發(fā)光，實(shí)現(xiàn)能源自給自足。其原材料極其豐富、工藝技 術(shù)相對簡單、生產(chǎn)成本低，在大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)中占絕對優(yōu)勢，并且原材料和生產(chǎn)工藝都是 無毒、無污染的，可回收再利用，對節(jié)能環(huán)保具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。這些特點(diǎn)使得染料敏化 太陽能電池表現(xiàn)出強(qiáng)大的商業(yè)應(yīng)用價值和潛在的競爭力，成為新一代太陽能電池技術(shù)的主 要候選者之一。 相對其它類型電池而言，聚合物鋰離子電池，比能量高、無污染、安全性高、無記憶 性、壽命長、形狀可任意化，是蓄電池的理想選擇。染料敏化太陽能電池、聚合物鋰離子電池 用于無線CMOS圖像傳感器，既實(shí)現(xiàn)綠色環(huán)保的目的，又提供持續(xù)供電，達(dá)到長期穩(wěn)定的效 果。
權(quán)利要求一種無線CMOS圖像傳感器，其特征在于，包括無線CMOS圖像傳感器本體以及供電裝置，所述的供電裝置包括染料敏化太陽能電池、蓄電池以及控制器，所述的染料敏化太陽能電池與蓄電池連接，所述的控制器與蓄電池以及無線CMOS圖像傳感器本體連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無線CMOS圖像傳感器，其特征在于，所述的染料敏化太 陽能電池設(shè)于無線CMOS圖像傳感器本體的表面，所述的蓄電池設(shè)于無線CMOS圖像傳感器 本體內(nèi)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種無線CMOS圖像傳感器，其特征在于，所述的蓄電池 為大容量聚合物鋰離子電池。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種無線CMOS圖像傳感器，包括無線CMOS圖像傳感器本體以及供電裝置，所述的供電裝置包括染料敏化太陽能電池、蓄電池以及控制器，所述的染料敏化太陽能電池與蓄電池連接，所述的控制器與蓄電池以及無線CMOS圖像傳感器本體連接。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單、使用方便，采用染料敏化太陽能電池技術(shù)和聚合物鋰離子電池，既實(shí)現(xiàn)無線CMOS圖像傳感器在戶外持續(xù)穩(wěn)定的工作，又達(dá)到綠色環(huán)保要求，聚合物鋰離子電池可進(jìn)行高達(dá)上千次循環(huán)充放電，大大提高電池壽命，安全性能極好，蓄電能力大大增強(qiáng)。
文檔編號H02J7/00GK201479256SQ20092020854
公開日2010年5月19日 申請日期2009年8月27日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月27日
發(fā)明者丁列平, 嚴(yán)偉 申請人:上海泰萊鋼結(jié)構(gòu)工程有限公司