CN111952327A - 一种用于医用内窥镜的cmos图像传感器芯片及设计方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种用于医用内窥镜的CMOS图像传感器芯片及设计方法，解决现有CMOS图像传感器芯片结构使得内窥镜使用过程受图像传感器形状限制导致内窥镜图像采集部位和采集精度受限的技术问题。所述像敏元阵列的轮廓顶角为钝角。使得轮廓边缘与像敏元阵列中心的间距过渡更平缓，使得在内窥环境下更有利于接收较主要的反射光线，获得较均衡的相关信号采集质量，避免了对图像后期处理极为不利的暗角信号采集。
Description
技术领域
本发明涉及图像传感器技术领域，具体涉及一种用于医用内窥镜的CMOS图像传感器芯片及设计方法。
背景技术
内窥镜技术在工业和医用领域广泛使用。针对医用领域的内窥镜使用实践中，电子内窥镜受芯片制造技术局限使得基于图像传感器芯片的镜头模组无法合理缩小直径，无法进一步实现照明光源的合理布设和镜头在狭窄腔体内中的受控转动，导致采集的视频图像存在方位差异，现场信号处理难度增加，图像信号处理成本居高不下。如何对现有CMOS图像传感器芯片的像元结构和封装结构有效优化是提高医用内窥镜适用性和图像采集品质的关键。
发明内容
鉴于上述问题，本发明实施例提供一种用于医用内窥镜的CMOS图像传感器芯片及设计方法，解决现有CMOS图像传感器芯片结构使得内窥镜使用过程受图像传感器形状限制导致内窥镜图像采集部位和采集精度受限的技术问题。
本发明实施例的用于医用内窥镜的CMOS图像传感器芯片，包括像元，所述像元之间呈矩阵排列形成像敏元阵列，所述像敏元阵列的轮廓顶角为钝角。
本发明一实施例中，所述像敏元阵列的轮廓为正多边形，所述正多边形的边数至少8条。
本发明一实施例中，所述像敏元阵列的轮廓包括八条边，所述八条边顺序围成八边形，第一边与第五边平行且相互投影重合，第三边与第七边平行且相互投影重合，所述第一边与所述第三边垂直，所述第一边与所述第五边的间距大于所述第三边与所述第七边的间距，第二边的两端分别连接所述第一边和所述第三边的相邻端，第四边的两端分别连接所述第三边和所述第五边的相邻端，第六边的两端分别连接所述第五边和所述第七边的相邻端，第八边的两端分别连接所述第七边和所述第一边的相邻端。
本发明一实施例中，所述第一边、所述第三边、所述第五边和所述第七边的长度相同，所述第二边、所述第四边、所述第六边和所述第七边的长度相同，所述第一边的长度是所述第七边的两倍。
本发明一实施例中，根据所述像敏元阵列的轮廓切割晶圆形成芯片基底，所述芯片基底上包括光敏元件层、布线层和电路层，所述光敏元件层、布线层和电路层与所述芯片基底共轴线。
本发明一实施例中，还包括电路板，所述电路板的投影与所述芯片基底共轴线，所述电路板的投影位于所述芯片基底的轮廓内或与所述芯片基底的轮廓相似。
本发明一实施例中，还包括中空密封腔体，所述芯片基底和所述电路板层叠固定在所述中空密封腔体中，所述芯片基底与所述中空密封腔体共轴线。所述中空密封腔体在轴向一端形成敞口，通过透光材料密封所述敞口。
本发明一实施例中，所述像敏元阵列包括参考定位结构，所述参考定位结构由设置在所述像敏元阵列边缘上的确定图形形成。
本发明一实施例中，所述确定图形具有对称轴且所述对称轴延长线指向所述像敏元阵列中心。
本发明一实施例中，所述确定图形包括一个等腰三角形，所述等腰三角形在所述像敏元阵列边缘，所述等腰三角形一个顶点指向所述像敏元阵列中心，所述等腰三角形的底边与所述像敏元阵列边缘重合。
本发明一实施例中，所述确定图形通过在所述像敏元阵列边缘设置无效像元形成。
本发明一实施例中，所述确定图形通过在所述像敏元阵列边缘缺失设置像元形成。
本发明实施例的用于医用内窥镜的CMOS图像传感器芯片设计方法，包括：
对像敏元阵列边缘的像元进行裁剪将矩形轮廓形成所有顶点在同一外接圆上的多边形轮廓，所述多边形轮廓的轮廓顶角为钝角。
本发明一实施例中，还包括：
根据所述像敏元阵列的所述多边形轮廓切割晶圆形成芯片基底，在所述芯片基底上形成光敏元件层、布线层和电路层，所述光敏元件层、所述布线层和所述电路层共轴线设置；
关联电路和辅助器件设置在电路板上，所述电路板的投影与所述芯片基底共轴线，所述电路板的投影位于所述芯片基底的轮廓内或与所述芯片基底的轮廓相似；
所述芯片基底和所述电路板封装在中空密封腔体内共轴设置。
本发明一实施例中，还包括：
在像敏元阵列上设置参考定位结构，所述参考定位结构包括具有对称轴且对称轴延长线指向像敏元阵列中心的确定图形，所述确定图形设置在所述像敏元阵列边缘。
本发明实施例的用于医用内窥镜的CMOS图像传感器芯片及设计方法，使得轮廓边缘与像敏元阵列中心的间距过渡更平缓，使得在内窥环境下更有利于接收较主要的反射光线，获得较均衡的相关信号采集质量，避免了对图像后期处理极为不利的暗角信号采集。排列轮廓进行优化，使得可以利用更小直径的外接圆对像敏元阵列20进行包围，这意味着可以实现更小直径的封装结构，使得CMOS图像传感器芯片的直径相比具有现有技术更小，更有利于形成直径更细小的医用内窥镜。同时，直接从像敏元阵列的排列轮廓中直接排除了现有矩形像敏元阵列中易形成采集信号干扰的无效像素，降低了芯片成本。利用确定图形可以在图像采集过程中建立采集图像抖动、转动等运动偏差的感光平面中心的参照点，可以形成图像变形的参照线条和图案，对于现场图像信号判断和后期图像处理的精确性十分有益。
附图说明
图1所示为本发明一实施例用于医用内窥镜的CMOS图像传感器芯片的像元排列轮廓示意图。
图2所示为本发明一实施例用于医用内窥镜的CMOS图像传感器芯片中像敏元阵列与现有技术的差异示意图。
图3所示为本发明一实施例用于医用内窥镜的CMOS图像传感器芯片的封装结构的剖视示意图。
图4所示为本发明一实施例医用内窥镜结构的剖视示意图。
图5所示为本发明一实施例用于医用内窥镜的CMOS图像传感器芯片的参考定位结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚、明白，以下结合附图及具体实施方式对本发明作进一步说明。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明一实施例用于医用内窥镜的CMOS图像传感器芯片的像元排列如图1所示。在图1中，本实施例包括像元10，像元10之间呈矩阵排列形成像敏元阵列20。
本领域技术人员可以理解，现有技术中像元结构包括在(硅基片)晶圆上形成的光敏器件和信号输出器件，光敏器件用于形成能量的光电转换形成电信号，光敏器件通常可以是光敏二极管半导体器件等；信号输出器件用于将电信号受控读出和/或放大，信号输出器件通常可以包括但不限于金属排线、MOS三极管形成的读出电路或放大电路等。本领域技术人员可以理解，有序的像元组成像敏元阵列，与像敏元阵列关联的在(硅基片)晶圆上形成的关联电路包括但不限于水平移位寄存器和水平扫描开关电路、垂直移位寄存器和垂直扫描开关电路、A/D转换电路等，各电路控制像元的使能、信号读取和信号转存。与像敏元阵列关联的在(硅基片)晶圆上形成的还包括辅助器件，辅助器件用于对光通量、波长过滤进行作用，包括但不限于滤光片、微透镜等。光敏二极管、金属排线和其他电路可以分别构成对应的光敏元件层、布线层和电路层等。
本领域技术人员可以理解，像敏元阵列与关联电路和辅助器件邦定形成传感器核心电路，传感器核心电路被封装后形成图像传感器的芯片本体。
如图1所示，在本发明一实施例中，像敏元阵列20的轮廓(通过像元排列形成)包括八条边，八条边顺序围成八边形，第一边与第五边平行且相互投影重合，第三边与第七边平行且相互投影重合，第一边与第三边垂直，第一边与第五边的间距大于第三边与第七边的间距，第二边的两端分别连接第一边和第三边的相邻端，第四边的两端分别连接第三边和第五边的相邻端，第六边的两端分别连接第五边和第七边的相邻端，第八边的两端分别连接第七边和第一边的相邻端。各边相交形成轮廓的顶点，顶点与相邻边形成的顶角为钝角。
本发明实施例的用于医用内窥镜的CMOS图像传感器芯片对像敏元阵列20的排列轮廓进行了优化。现有技术中像敏元阵列20的排列轮廓通常为矩形，在进行图像采集时需要足够均匀照度形成的反射光线才能保证各局部信号采集质量的均衡，否侧需要对顶点处的相关图像信号进行复杂的后期图像处理。本发明实施例通过将像敏元阵列20矩形轮廓顶点处优化为更钝化的连续顶点形状，使得轮廓边缘与像敏元阵列20中心的间距过渡更平缓，使得在内窥环境下更有利于接收较主要的反射光线，获得较均衡的相关信号采集质量，避免了对图像后期处理极为不利的暗角信号采集。使得图像成像阶段的信号处理避免了暗角干扰信号，可以直接获得较均衡照度的原始图像避免了原始图像信息的处理损失。使得像敏元阵列20的无效像素处理成本降低，有效提升了图像传感器的有效像素面积，避免为了减少无效像素而对采集控制电路、图像信号处理电路的复杂设计和信号处理速度需求，可以使得图像传感器在相同感光面积下获得更多的有效像素提升信号质量。
如图1所示，在本发明一实施例中，像敏元阵列20的轮廓中，第一边、第二边、第八边和第二边与第八边的大间距端点连线围成等腰梯形25，等腰梯形25由像敏元阵列20中若干像元行排列形成，自等腰梯形25顶部(第一边)至底部像元行中的像元逐渐增加。例如，顶部像元行中像元为600，以4像元为步长增加，在底部像元行中像元为640。等腰梯形25的斜边斜率与步长成正比。
本发明一实施例用于医用内窥镜的CMOS图像传感器芯片中像敏元阵列与现有技术的差异如图2所示。在图2中，本发明实施例中的像敏元阵列轮廓中，经过轮廓中心与顶点相交的对角线长度21明显小于现有技术中(具有相同有效像素的)对应矩形像敏元阵列的对角线长度22。必然的，本发明实施例中的像敏元阵列的外接圆也明显小于对应矩形像敏元阵列的外接圆。
本发明实施例的用于医用内窥镜的CMOS图像传感器芯片通过对像敏元阵列20的排列轮廓进行优化，使得可以利用更小直径的外接圆对像敏元阵列20进行包围，这意味着可以实现更小直径的封装结构，使得CMOS图像传感器芯片的直径相比具有现有技术的CMOS图像传感器芯片更小，更有利于形成直径更细小的医用内窥镜。同时，直接从像敏元阵列20的排列轮廓中直接排除了现有矩形像敏元阵列中易形成采集信号干扰的无效像素，降低了芯片成本。
如图1所示，在本发明一实施例中，第一边、第三边、第五边和第七边的长度相同，第二边、第四边、第六边和第七边的长度相同，第一边的长度是第七边的两倍。
本发明实施例的用于医用内窥镜的CMOS图像传感器芯片对像敏元阵列20的排列轮廓在保证单位面积内有效像元密度、数量与现有技术对应的CMOS图像传感器芯片相当的同时，保证了像敏元阵列20的排列轮廓的顶点位于一个最小的外接圆周上，保证了内窥环境下反射光线在像敏元阵列20的边缘亮度可以维持较好的均衡性，使得图像信号处理时可以对排列轮廓顶点的色彩变化与像敏元阵列20的均匀亮度作出快速的相关性处理，保证整体图像亮度的适配合理性，是兼顾现有像素采集密度和制造工艺的优化结构。
在本发明一实施例中，像敏元阵列20的排列轮廓为正多边形。
本领域技术人员可以理解，边数足够多的正多边形可以形成类似正圆形的排列轮廓，可以进一步满足对排列轮廓顶点的色彩变化与像敏元阵列20的均匀亮度作出的快速相关性处理。正多边形边数至少为8。受像元结构尺寸和排列密度所限过多的边数在单位面积的有效像元密度上会出现下降，甚至形成锯齿效果。
本发明实施例的用于医用内窥镜的CMOS图像传感器芯片对像敏元阵列20的排列轮廓尽可能在维持较大有效像元密度的前提下，进一步减小了像敏元阵列的外接直径，有利于最小封装截面的形成。
本发明一实施例用于医用内窥镜的CMOS图像传感器芯片的封装结构如图3所示。在图3中，根据像敏元阵列20的排列轮廓在(硅基片)晶圆上形成光敏元件层、布线层和电路层，根据像敏元阵列20的排列轮廓切割(硅基片)晶圆形成芯片基底30，布线层轮廓和电路层轮廓与像敏元阵列20的排列轮廓相似，光敏元件层、布线层轮廓、电路层轮廓和芯片基底30共轴线。
在本发明一实施例中，关联电路和辅助器件设置在电路板上，电路板与芯片基底30邦定，电路板的投影位于芯片基底30的轮廓内或与芯片基底30的轮廓相似，电路板的投影与芯片基底30共轴线。
芯片本体的封装结构包括一个容纳芯片基底30和电路板的中空密封腔体40，芯片基底30和电路板层叠固定在中空密封腔体40中，芯片基底30与中空密封腔体40共轴线。中空密封腔体40在轴向一端形成敞口，通过透光材料密封敞口。
本发明实施例的用于医用内窥镜的CMOS图像传感器芯片利用像敏元阵列20、电路板和中空密封腔体40的共轴性形成芯片本体，保证了封装后的芯片本体具有最小的径向封装尺寸。共轴性还保证了医用内窥镜制造过程中的品控检测效率，利用轮廓相似性在内窥镜部件与芯片本体装配过程中提供对位参考，以保证产品一致性。
如图3所示，在本发明一实施例中，中空密封腔体40内壁的断面轮廓与像敏元阵列20的轮廓相适配。本优化结构可以形成必要的装配对位结构，提高装配质量和装配效率。
如图3所示，在本发明一实施例中，中空密封腔体40外壁的断面轮廓与像敏元阵列20的轮廓相适配。本优化结构可以形成内窥镜附件的必要的装配对位结构，提高装配质量和装配效率。
本发明一实施例医用内窥镜的结构如图4所示。在图4中，医用内窥镜包括镜体，镜体为直管状的包覆腔体50，在包覆腔体50轴向一端设置密封平光透镜，在密封平光透镜内侧共轴设置上述芯片本体，芯片本体的中空密封腔体40与包覆腔体50内接，在中空密封腔体40和包覆腔体50之间沿中空密封腔体40周向布设平行光光源51。
本发明实施例的医用内窥镜利用芯片本体的封装结构带来的高集成度小径向的结构特点获得了进一步的径向改进，同时实现了将平行光光源共轴向布设在感光面周围，满足了对观测对象的均匀照度。
本发明一实施例用于医用内窥镜的CMOS图像传感器芯片的参考定位结构如图5所示。在图5中，像敏元阵列20包括参考定位结构，用于作为光敏器件采集信号的坐标基准，参考定位结构由设置在像敏元阵列20边缘一个较长边上的确定图形60形成。
如图5所示，在本发明一实施例中，确定图形60包括一个等腰三角形，等腰三角形在像敏元阵列20边缘一个较长边的中点形成，等腰三角形一个顶点指向像敏元阵列20中心。等腰三角形的底边与较长边重合，底边所对顶点与像敏元阵列20中心的连线延长线与底边的高重合。
本发明实施例的用于医用内窥镜的CMOS图像传感器芯片利用确定图形为采集的图像提供坐标参照物。芯片本体在器官腔体内移动受内窥镜与腔壁摩擦、挤压影响会形成不规律的进动与章动，导致采集图像会相对像敏元阵列20作周向转动，同时受腔体内体液影响采集图像存在畸变失真，利用确定图形可以在图像采集过程中建立采集图像抖动、转动等运动偏差的感光平面中心的参照点，可以形成图像变形的参照线条和图案，对于现场图像信号判断和后期图像处理的精确性十分有益。
如图5所示，在本发明一实施例中，确定图形60通过在像敏元阵列20边缘设置无效像元形成。无效像元即在像敏元阵列20边缘与确定图形对应位置的像元工作状态始终处于“不能(disable)”。
本发明实施例的用于医用内窥镜的CMOS图像传感器芯片直接在开关电路中屏蔽对应确定图形60的像元处于失能状态，使得采集图像中实时嵌入确定图形，避免了额外器件和电路的复杂设计。确定图形标定的实时性保证了对图像实时偏差的精确定位。
如图5所示，在本发明一实施例中，确定图形60通过在像敏元阵列20边缘缺失设置像元形成。即在像敏元阵列20边缘与确定图形对应位置不设置像元。
本发明实施例的用于医用内窥镜的CMOS图像传感器芯片通过减少像元直接形成采集图像中的固有确定图形，简化了现场图像信号判断和后期图像处理的复杂性，确保了参照精度。
在本发明一实施例中，确定图形可以采用其他的具有对称轴且对称轴延长线指向像敏元阵列20中心的确定图形。
在本发明一实施例中，确定图形可以包括若干个分布在至少两个较长边的上述实施例的确定图形。
本发明实施例的用于医用内窥镜的CMOS图像传感器芯片通过确定图形的合理分布形成采集图像畸变、色彩偏移的具有相关性的量化基准，使得信号处理过程利用关联性量化基准形成完整图像的局部处理精度。
本发明一实施例的用于医用内窥镜的CMOS图像传感器芯片的设计方法，包括：
对像敏元阵列边缘的像元进行裁剪将矩形轮廓形成所有顶点在同一外接圆上的多边形轮廓。
本发明实施例的用于医用内窥镜的CMOS图像传感器芯片设计方法利用对像敏元阵列边缘的优化提高单位面积内的有效像素的同时获得了减小封装径向的技术可能，进一步直接将边缘暗角属性的感光信号从物理结构上裁剪掉，创造性的将相关像素量化过程中的相互干扰信息从信号源头直接消除。
在本发明一实施例中，像敏元阵列20的轮廓形成正多边形。
在本发明一实施例中，像敏元阵列20的轮廓形成八边形，第一边与第五边平行且相互投影重合，第三边与第七边平行且相互投影重合，第一边与第三边垂直，第一边与第五边的间距大于第三边与第七边的间距，第二边的两端分别连接第一边和第三边的相邻端，第四边的两端分别连接第三边和第五边的相邻端，第六边的两端分别连接第五边和第七边的相邻端，第八边的两端分别连接第七边和第一边的相邻端。
在本发明一实施例中，在上述实施例基础上，第一边、第三边、第五边和第七边的长度相同，第二边、第四边、第六边和第七边的长度相同，第一边的长度是第七边的两倍。
本发明一实施例的用于医用内窥镜的CMOS图像传感器芯片的设计方法，在上述方法实施例的基础上，还包括：
根据像敏元阵列的多边形轮廓切割晶圆形成芯片基底，在芯片基底上形成光敏元件层、布线层和电路层，光敏元件层、布线层和电路层共轴线设置；
关联电路和辅助器件设置在电路板上，电路板的投影位于芯片基底的轮廓内或与芯片基底的轮廓相似，电路板的投影与芯片基底共轴线；
芯片基底和电路板封装在中空密封腔体内共轴设置。
本发明实施例的用于医用内窥镜的CMOS图像传感器芯片设计方法基于共轴性将像敏元阵列、关联电路和辅助器件的整体性分别围绕共轴形成，使得芯片本体的封装可以实现轴向堆叠、径向同轴优化，形成面向医用内窥环境的专用封装结构。
在本发明一实施例中，形成容纳芯片基底和电路板的中空密封腔体，芯片基底和电路板层叠固定在中空密封腔体中，芯片基底与中空密封腔体共轴线。中空密封腔体在轴向一端形成敞口，通过透光材料密封敞口。
在本发明一实施例中，中空密封腔体内壁的断面轮廓与像敏元阵列的轮廓相适配。
在本发明一实施例中，中空密封腔体外壁的断面轮廓与像敏元阵列的轮廓相适配。
本发明一实施例的用于医用内窥镜的CMOS图像传感器芯片的设计方法，在上述方法实施例的基础上，还包括：
在像敏元阵列上设置参考定位结构，参考定位结构包括具有对称轴且对称轴延长线指向像敏元阵列中心的确定图形，确定图形设置在像敏元阵列边缘。
本发明实施例的用于医用内窥镜的CMOS图像传感器芯片设计方法通过建立图像信号采集的坐标基准，满足医用内窥环境中医学图像采集定位和畸变处理的专业原生数据需求。
在本发明一实施例中，确定图形形成一个等腰三角形，等腰三角形一个顶点指向等像敏元阵列中心。等腰三角形的底边与较长边重合，底边所对顶点与像敏元阵列中心的连线延长线与底边的高重合。
在本发明一实施例中，确定图形通过在像敏元阵列边缘设置无效像元形成。
在本发明一实施例中，确定图形通过在像敏元阵列边缘缺失设置像元形成。
本发明一实施例的医用内窥镜的使用方法，包括：
利用平行光光源形成对器官腔体内对象的均匀照射；
图像传感器随动医用内窥镜的包覆腔体作轴向移动和周向的随机转动；
根据图像传感器内的像敏元阵列的中心和边缘的确定图形建立采集图像的极坐标基准；
根据极坐标基准调整医用内窥镜周向角度，为医用内窥镜附件提供精确位置参照；
根据像敏元阵列的中心和边缘的确定图形间的形变量化程度确定采集图像的畸变数据。
本发明实施例的医用内窥镜图像采集方法建立了对医用内窥镜转动操作最准确的定位基准，保证了医用内窥镜附件的操作精度。同时，利用确定图形形成了采集图像畸变的量化基准，使得采集图像的判断和校正可以将图像处理闭环反馈控制回路与人在控制回路更有效地结合，提高观察和手术精度。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。
Claims (15)
1.一种用于医用内窥镜的CMOS图像传感器芯片，包括像元，所述像元之间呈矩阵排列形成像敏元阵列，其特征在于，所述像敏元阵列的轮廓顶角为钝角。
2.如权利要求1所述的用于医用内窥镜的CMOS图像传感器芯片，其特征在于，所述像敏元阵列的轮廓为正多边形，所述正多边形的边数至少8条。
3.如权利要求1所述的用于医用内窥镜的CMOS图像传感器芯片，其特征在于，所述像敏元阵列的轮廓包括八条边，所述八条边顺序围成八边形，第一边与第五边平行且相互投影重合，第三边与第七边平行且相互投影重合，所述第一边与所述第三边垂直，所述第一边与所述第五边的间距大于所述第三边与所述第七边的间距，第二边的两端分别连接所述第一边和所述第三边的相邻端，第四边的两端分别连接所述第三边和所述第五边的相邻端，第六边的两端分别连接所述第五边和所述第七边的相邻端，第八边的两端分别连接所述第七边和所述第一边的相邻端。
4.如权利要求3所述的用于医用内窥镜的CMOS图像传感器芯片，其特征在于，所述第一边、所述第三边、所述第五边和所述第七边的长度相同，所述第二边、所述第四边、所述第六边和所述第七边的长度相同，所述第一边的长度是所述第七边的两倍。
5.如权利要求1所述的用于医用内窥镜的CMOS图像传感器芯片，其特征在于，根据所述像敏元阵列的轮廓切割晶圆形成芯片基底，所述芯片基底上包括光敏元件层、布线层和电路层，所述光敏元件层、布线层和电路层与所述芯片基底共轴线。
6.如权利要求5所述的用于医用内窥镜的CMOS图像传感器芯片，其特征在于，还包括电路板，所述电路板的投影与所述芯片基底共轴线，所述电路板的投影位于所述芯片基底的轮廓内或与所述芯片基底的轮廓相似。
7.如权利要求6所述的用于医用内窥镜的CMOS图像传感器芯片，其特征在于，还包括中空密封腔体，所述芯片基底和所述电路板层叠固定在所述中空密封腔体中，所述芯片基底与所述中空密封腔体共轴线，所述中空密封腔体在轴向一端形成敞口，通过透光材料密封所述敞口。
8.如权利要求1所述的用于医用内窥镜的CMOS图像传感器芯片，其特征在于，所述像敏元阵列包括参考定位结构，所述参考定位结构由设置在所述像敏元阵列边缘上的确定图形形成。
9.如权利要求8所述的用于医用内窥镜的CMOS图像传感器芯片，其特征在于，所述确定图形具有对称轴且所述对称轴延长线指向所述像敏元阵列中心。
10.如权利要求9所述的用于医用内窥镜的CMOS图像传感器芯片，其特征在于，所述确定图形包括一个等腰三角形，所述等腰三角形在所述像敏元阵列边缘，所述等腰三角形一个顶点指向所述像敏元阵列中心，所述等腰三角形的底边与所述像敏元阵列边缘重合。
11.如权利要求8所述的用于医用内窥镜的CMOS图像传感器芯片，其特征在于，所述确定图形通过在所述像敏元阵列边缘设置无效像元形成。
12.如权利要求8所述的用于医用内窥镜的CMOS图像传感器芯片，其特征在于，所述确定图形通过在所述像敏元阵列边缘缺失设置像元形成。
13.一种用于医用内窥镜的CMOS图像传感器芯片设计方法，其特征在于，包括：
对像敏元阵列边缘的像元进行裁剪将矩形轮廓形成所有顶点在同一外接圆上的多边形轮廓，所述多边形轮廓的轮廓顶角为钝角。
14.如权利要求13所述的用于医用内窥镜的CMOS图像传感器芯片设计方法，其特征在于，还包括：
根据所述像敏元阵列的所述多边形轮廓切割晶圆形成芯片基底，在所述芯片基底上形成光敏元件层、布线层和电路层，所述光敏元件层、所述布线层和所述电路层共轴线设置；
关联电路和辅助器件设置在电路板上，所述电路板的投影与所述芯片基底共轴线，所述电路板的投影位于所述芯片基底的轮廓内或与所述芯片基底的轮廓相似；
所述芯片基底和所述电路板封装在中空密封腔体内共轴设置。
15.如权利要求13所述的用于医用内窥镜的CMOS图像传感器芯片设计方法，其特征在于，还包括：
在像敏元阵列上设置参考定位结构，所述参考定位结构包括具有对称轴且对称轴延长线指向像敏元阵列中心的确定图形，所述确定图形设置在所述像敏元阵列边缘。
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