CMOS圖像傳感器（Complementary Metal-Oxide-Semiconductor Image Sensor，簡稱CIS）作為現(xiàn)代成像系統(tǒng)的核心核心器件，憑借其集成度高、功耗低、體積小、成本可控及動態(tài)范圍寬等優(yōu)勢，已廣泛應用于工業(yè)檢測、自動駕駛、三維重建、消費電子等多領域多相機系統(tǒng)中，其性能直接決定了圖像采集的質量、精度及時序一致性，而在多相機同步溫漂補償體系中，CMOS圖像傳感器既是溫漂現(xiàn)象的主要敏感源之一，也是補償策略實施的關鍵載體，深入理解其工作機制、溫漂特性及適配設計，對提升多相機系統(tǒng)整體穩(wěn)定性具有重要意義。CMOS圖像傳感器的核心工作原理是基于光電轉換效應，將光信號轉化為電信號，再通過內(nèi)部集成的信號處理電路完成信號放大、模數(shù)轉換（ADC）及數(shù)據(jù)輸出，其基本工作流程可概括為“光入射-光電轉換-電荷存儲-信號讀出-模數(shù)轉換-數(shù)據(jù)傳輸”六大環(huán)節(jié)：當光線通過鏡頭聚焦到傳感器的像素陣列上時，每個像素單元內(nèi)的光電二極管（PD）吸收光子能量，產(chǎn)生電子-空穴對，在反向偏置電壓的作用下，電子被收集到像素的勢阱中形成光生電荷，電荷的積累量與入射光的強度和曝光時間成正比；曝光結束后，通過行選通、列選通電路的控制，將各像素的光生電荷按特定時序逐行、逐列讀出至信號處理單元；讀出的模擬電信號經(jīng)低噪聲放大器（LNA）放大后，由集成在傳感器內(nèi)部的ADC模塊轉換為數(shù)字信號，最后通過標準接口（如MIPI、LVDS、GigE Vision）傳輸至后端處理單元。從核心結構來看，CMOS圖像傳感器主要由像素陣列、行驅動電路、列讀出電路、ADC模塊、時序控制電路、數(shù)字信號處理（DSP）單元及接口電路等部分組成，其中像素陣列是最關鍵的核心部件，其設計架構直接影響傳感器的感光性能、噪聲水平及幀速率，常見的像素架構包括無源像素傳感器（PPS）、有源像素傳感器（APS）及背照式（BSI）/堆棧式（Stacked）架構，當前主流的高性能CMOS圖像傳感器多采用背照式堆棧架構，通過將光電二極管與讀出電路分層布局，將光電二極管置于芯片正面，減少了金屬布線對光線的遮擋，大幅提升了感光效率，尤其在低光照環(huán)境下的成像質量，同時堆棧式架構將信號處理電路集成在下方的邏輯芯片中，進一步提升了集成度和功能擴展性。在多相機系統(tǒng)中，CMOS圖像傳感器的關鍵性能參數(shù)需重點關注，這些參數(shù)不僅決定了成像質量，也與溫漂特性及補償策略密切相關，主要包括像素尺寸、分辨率、幀率、動態(tài)范圍、量子效率、噪聲水平（暗電流、讀出噪聲）、光譜響應及功耗等：像素尺寸越大，單個像素的感光面積越大，量子效率越高，對弱光的捕捉能力越強，但在相同芯片尺寸下分辨率會降低，且大像素尺寸傳感器的溫漂敏感性相對更高，尤其是暗電流隨溫度變化的波動更明顯；分辨率直接影響圖像的細節(jié)捕捉能力，高分辨率傳感器在工業(yè)精密檢測等場景中不可或缺，但高分辨率也意味著數(shù)據(jù)量更大，對后端處理和傳輸帶寬要求更高，同時在溫漂影響下，像素級的偏移誤差會更顯著；幀率決定了傳感器對動態(tài)目標的捕捉能力，高速幀率傳感器在自動駕駛、高速運動檢測等場景中至關重要，其時序控制電路的溫穩(wěn)定性直接影響多相機的同步采集精度；動態(tài)范圍反映了傳感器同時捕捉亮部和暗部細節(jié)的能力，寬動態(tài)范圍傳感器能更好地適應復雜光照環(huán)境，但溫度變化會導致動態(tài)范圍的壓縮或偏移，需通過補償策略修正；量子效率和光譜響應決定了傳感器對不同波長光線的敏感度，在多模態(tài)多相機系統(tǒng)（如可見光+近紅外組合）中，需確保各傳感器的光譜響應特性匹配，且溫度變化對光譜響應的影響需納入補償范圍；噪聲水平中的暗電流是典型的溫敏參數(shù)，溫度每升高約30℃，暗電流通常會翻倍，導致圖像暗噪聲增加，影響圖像質量，這也是多相機溫漂補償需重點解決的問題之一。