您當前位置:深圳微智科技有限公司>產品展示, 焦點關注> 微型攝像頭像素和陣列讀出速率
微型攝像頭像素和陣列讀出速率
發布時間: 2015-11-29      大小:  16px  14px  12px

 

一幅圖像中的每一個像素的模擬電壓信息,從被選擇的行和被選擇的列,按順序讀出到模擬放大器。在這一段模擬電壓的傳輸、轉換和處理時間定義為像素的模擬讀出時間Tpix。這一時間的數值,受行像素選擇開關Select(x)的速度、列共享輸出總線長度的分布電容、列通道的帶寬、CDS 采樣電路的時序、列選擇開關Sc(x)的速度和模擬放大器的帶寬等因素影響。而在CMOS微型攝像頭傳感器上,模擬器件和電路為了保證足夠的電壓動態范圍,必須工作在2 ~3. 3V 電源電壓,這部分器件在芯片上使用厚氧化層有源區,不能利用深亞微米工藝帶來的高速優勢。所以受這些器件和電路性能參數的制約,像素信號讀出時間Tpix 大約是在10 到數十納秒之間。這樣的信息傳輸速度對于高刷新率和高清晰度圖像是遠遠不能滿足要求的,所以從最初設計的CMOS微型攝像頭傳感器開始,就采用了多列像素信號并行輸出模式。即在同樣的Tpix 時間延遲下,并行讀出Ncol 列的像素信號。列并行讀出的像素讀出速率(Pixel Readout Ratio,PRR)為

PRR =Ncol/ Tpix

從最早期設計的CMOS微型攝像頭傳感器Ncol =2,當前數字影院攝像器件已經達到Ncol =100 數量級。

提高像素陣列的圖像讀出并行列數,對于提高圖像的幀刷新率和清晰度是至關重要的。一幀像素陣列的讀出時間Tframe 為

Tframe =(M· N)/ PRR =NP/ PRR

式中,M 為像素陣列的列數;N 為行數;NP 為陣列總像素數。對于連續圖像,陣列刷新率(Frame Fresh Ratio,FFR)為

FFR =1/ Tframe =PRR/ NP

在CMOS微型攝像頭傳感器集成電路上,并行列輸出的像素模擬信號,通過集成在同一芯片上的Ncol 組模數轉換器(ADC)轉換成數字信號,然后利用先進的高速并行數據傳輸標準,輸出數字圖像數據到芯片引腳上。表4. 2 列出像素陣列的刷新率、像素讀出速率和圖像陣列的并行像素列數。從表4. 2 中可以看出,在高
清晰度和高刷新率要求下,只有高并行像素列數NPC,才能傳輸和處理高達吉比特每秒(Gb/ s)的圖像信號數據率。

微型攝像頭像素和陣列讀出速率

微型攝像頭像素和陣列讀出速率

表4. 2  像素陣列讀出結構