快速和低速工作 – 使用新的KAF-09001图像传感器

2017-03-26 18:07:36来源: 安森美半导体 关键字:KAF-09001  图像传感器

当用一个新的图像传感器进行初始设计时,关键一步是了解该新器件的预期用途–描述客户希望产品如何工作的“用例”。客户主要想器件以高帧率工作,还是在低光照条件下工作?或者它们将被优化以实现低功耗,或低读出噪声?有时,似乎只要列出客户对所设计的新产品的兴趣所在即可。但是产品通常不只用于一方面,当新产品的目标用例似乎将设计推向相反的方向时,事情可能变得复杂。

以新的KAI-09001图像传感器为例。该全帧CCD像我们现有的KAF-09000图像传感器,提供捕获数字X光系统中图像所需的高性能。这两款器件都提供900万像素分辨率及大的12微米像素,提供高灵敏度、高动态范围和低噪声–这些特性支持捕获关键细节,同时有助于限制使用的X射线剂量。

但对于新的KAF-09001,我们还想支持一个额外的用例–使数字X光系统结合一个高灵敏度的视频模式,可以在最终的高分辨率捕获前用于患者定位。这增加设备的灵敏度甚至进一步适应(相对)短的曝光时间,和提高数据的读出速度,以实时提供这方面的信息。

乍一看,这两个用例似乎是矛盾的。要读出噪声低,您需要低速操作设备–但您需要支持视频模式的高速。为了获得足够的光敏感性以支持视频模式,您需要增加像素大小–减少最终图像捕获可提供的分辨率,或增加成本。

解决这矛盾需要一点创意工程。为加快速度,我们首先将该器件的输出数从一增加至四,从而提高了吞吐量,而不需要改变现有的(经证实的)低噪声放大器设计。我们还修改了CCD的水平寄存器的电荷容量,以支持最大的水平时钟速度的增加。这还令器件能低速运行,但当器件工作于视频模式时提供额外的带宽。

最后,我们稍稍调节了像素数,将该新器件优化用于2 x 2和3 x 3 binning,不仅提高了成像的灵敏度(减少X射线曝光),也减少数据发送量(进一步提高帧速率)用于视频模式。
总之,结果是,图像传感器在读出选择方面非常灵活。对于视频成像,像素可以binned,传感器以最快速度运行,以每秒10帧产生100万像素的图像流。但是,当捕获最终图像时,可以关闭binning,输出速度降低,从而以低噪声捕获全分辨率图像,保留应用所需的重要细节。

也就是说,一个图像传感器优化用于两种不同的用例–就像医生针对不同病人有不同的医嘱。


关键字:KAF-09001  图像传感器

编辑:鲁迪 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/afdz/article_2017032610370.html
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