固态成像器件原理及应用第七讲-典型CMOS图像传感器及应用摘要.ppt

固态成像器件原理及应用第七讲－典型CMOS图像传感器及应用 长春理工大学 刘智 2008年12月5日 主要内容 一、上一讲内容回顾 二、本讲主要内容 三、小结 四、作业 CMOS图像传感器原理 CMOS图像传感器概念 Complementary Metal-Oxide-Semiconductor Image Sensor。 是一种用传统的集成电路工艺方法将光敏元件、放大器、A/D转换器、存储器、数字信号处理器和计算机接口电路集成在一块硅片上的图像传感器件。 CMOS技术基本原理 CMOS技术的特点和发展 CMOS（互补MOS—Complementary MOS）是把n-MOS 和p-MOS 连接成互补结构，两种极性的MOSFET 一关一开，几乎没有静态电流，很适于作为逻辑电路； C．T．Sah 在1963 年与F．M．Wanlass 一起提出了CMOS结构及技术，成为30 年来制作IC 的绝对主流工艺，占到90%以上。 CMOS图像传感器的光敏元件 CMOS图像传感器的一般结构 CMOS与CCD器件性能对比 CCD与CMOS基本原理比较 CMOS图像传感器的特殊之处 填充率（Low Fill Factor） 卷帘式快门（Rolling Shutter） 无开花现象（Anti-Blooming） 开窗口能力（Windowing Size） 局部可控电子快门（Regional Electronic Shutter ） 颜色滤波阵列（RGB color filter） 颜色滤波阵列原理 颜色滤波阵列原理-绿色 颜色滤波阵列原理-红色 颜色滤波阵列原理-蓝色 典型CMOS图像传感器 OV7620（OminiVision公司出品，） 典型CMOS图像传感器 典型CMOS图像传感器 基于OV7620的实验像机 OV7620实拍图像2 OV7620实拍图像3 基于OV2610的实验像机 OV7620工作时序图 OV7620数字相机原理框图 OV7620相机电路原理图1 OV7620相机电路原理图2 OV7620相机电路波形图1 OV7620相机电路波形图2 OV系列图像传感器的特点 低成本 卷帘式快门 开窗口操作（不能提高帧频） 无开花现象 多种视频形式输出 YUV格式（16位和8位） RGB RAW格式（16位和8位） Y/UV和RGB高低位可以交换 公司网址： OV系列图像传感器 典型CMOS图像传感器-Cypress Cypress公司产品（） 工业级 STAR系列，STAR250.STAR1000 IBIS系列，IBIS4，IBIS5，IBIS6000，IBIS14000 LUPA系列，LUPA300，LUPA1300，LUPA4000 Cypress（Fillfactory）公司和产品介绍 典型CMOS图像传感器-DALSA 典型CMOS图像传感器-柯达 典型CMOS图像传感器-柯达 CCD Sensor Image Format Lens MountC -mount and CS-mount CMOS图像传感器应用 作业 P219，第3题 P219，第4题 P219，第5题 OV7620的主要时序图 10 MRad radiation tolerance 1” 25 mm 15 mm Rolling 250 K 1M STAR-250 STAR-1000 Sub sampling modes 1” 3.5 mm Rolling 6.0 M IBIS4-6000 Direct readout Snapshot Snapshot or Rolling Rolling Shutter type Random addressable pixels, Logarithmic response 2/3” 8 mm 1.3 M FUGA-1000 500 fps 1” 14 mm 1.3 M LUPA-1300 Flexible windowing, Multiple slope, 30 fps with on-chip ADC 2/3” 6.7 mm 1.3 M IBIS5-1300 Dual slope, 7 fps with on-chip ADC, 26 fps analog 2/3” 7 mm 1.3 M IBIS4-1300 Special characteristics Optical Format Pixel pitch Resolution CMOS imager DALSA 公司产品 four-transistor shared-pixel (4T4S) 52dB with sensitivity of 25 ke-/lux*s 6 1/1.8 2.7 Rolling Shutter 2592 x 1944