随着工艺的发展，CMOS图像传感器的性能已经赶上或超越CCD，再加上CMOS图像传感器在工艺上能很大程度与传统CMOS芯片兼容，它已经成为相机的主流传感器类型。由于只能硬件的迅猛发展，很多应用场景都将碰到CMOS传感器，因此本文从基础出发，介绍CMOS图像传感器的像素结构。
一、图像传感器整体架构
第一部分参考原文地址：https://blog.csdn.net/shiyimin1/article/details/81607693 感谢原作者
CMOS图像传感器本质是一块芯片，主要包括：感光区阵列（Bayer阵列，或叫像素阵列）、时序控制、模拟信号处理以及模数转换等模块（如图1）。其中，各模块的作用分别为：
像素阵列：完成光电转换，将光子转换为电子。
时序控制：控制电信号的读出、传递。
模拟信号处理（ADC）：对信号去噪。（如用CDS去除reset noise、fpn等）
图1.1 CMOS传感器示例
其中，像素阵列占整个芯片的面积最大，像素阵列是由一个个像素组成，它对应到我们看到每张图片中的每个像素。每个像素包括感光区和读出电路（后面小节会详细讨论），每个像素的信号经由模拟信号处理后，交由ADC进行模数转换后即可输出到数字处理模块。像素阵列的信号读出如下（参考图1.2）：
1、 每个像素在进行reset，进行曝光。
2、 行扫描寄存器，一行一行的激活像素阵列中的行选址晶体管。
3、 列扫描寄存器，对于每一行像素，一个个的激活像素的列选址晶体管。
4、 读出信号，并进行放大。
图1.2 CMOS传感器信号读出示意图
二、图像传感器像素结构
CMOS传感器上的主要部件是像素阵列，这是其与传统芯片的主要区别。每个像素的功能是将感受到的光转换为电信号，通过读出电路转为数字化信号，从而完成现实场景数字化的过程。像素阵列中的每个像素结构是一样的，如图2.1是典型的前照式像素结构，其主要结构包括：
1、 On-chip-lens:该结构可以理解为在感光元件上覆盖的一层微透镜阵列，它用来将光线聚集在像素感光区的开口上。可以增加光电转化效率，减少相邻像素之间的光信号串扰。
2、 Color filter：该结构是一个滤光片，包括红/绿/蓝三种，分别只能透过红色、绿色、蓝色对应波长的光线。该滤