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一文读懂CCD图像传感器的帧频

2022-02-16 13:22分类:传感器 阅读:

 

在本文中,将详细介绍CCD光学镜头的帧频,为了更好地试着把它说清晰,我将分为三个关键点来谈。

CCD的帧频

?以每秒钟造成的帧(即单独图象)为公司开展衡量,

?能够融入特殊系统软件的规定

?受总读取時间再加上快门速度的限定,或是,假如很有可能一起开展读取和積分,则仅受读取時间的限定。

行与行传送CCD的帧频

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在这篇文章中,大家将以安森美半导体材料的1600×1200清晰度行与行传送CCD KAI-2020为例子,细心科学研究帧频与清晰度读值中间的关联。

一、清晰度与合理清晰度

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最先,务必确立的一点是,感应器的特定屏幕分辨率并不表明务必迁移到輸出连接点的清晰度数量。KAI-2020被称作1600×1200清晰度感应器,但只指合理清晰度。如下图所显示,系统软件还务必读取很多最后图象里将不包含的清晰度。

暗清晰度、缓存清晰度和虚似清晰度未合拼到此图象中,但这些仍会影响到总载入時间。该图源自KAI-2020商品数据分析表

二、单輸出与双輸出

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一定要注意,图中为水准读取给予了二种挑选:单輸出,在其中一行中的全部清晰度都往左边记时;双輸出中,一行的一半往左边,而另一半则往右边。这也是提升帧频的一项关键技术性,由于还可以在一半時间内载入一行。可是,它提供了新的挑戰:系统软件的数据一部分务必可以解决2个串行的清晰度数据流分析,而且务必执行某类配对对策以赔偿2个脉冲信号链中的转变。要了解,2个輸出并并不是限制,比如,KAF-50100(一样是安森美半导体材料的50兆清晰度全画幅CCD)就会有四个輸出。

根据融合2个双重水准挪动存储器来完成四輸出实际操作。该图源自KAF-50100商品数据分析表。

三、总读取時间

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为了更好地明确交货图象需要的時间,大家必须将清晰度读取全过程溶解为不一样的环节:

1.全部光学二极管将其積分正电荷传送到竖直移位寄存器中。

2.一行迁移到水准移位寄存器。

3.水准数字时钟使行中的每一个清晰度根据正电荷放大仪在集成ic外传送。

4.反复流程2和3,直至载入全部行中的全部清晰度。

下面的图形象化地展现了此全过程。

该图源自KAI-2020商品数据分析表。当V1一切正常单脉冲且V2展现较高力度的单脉冲时,便会产生光电二极管辐射跃迁。这以后是一个延迟时间(tL),随后V1和V2上的一切正常单脉冲将第一行传送到水准移位寄存器中。下面,产生水准读取,随后传送第二行,随后产生同样的水准读取,以此类推,直至抵达图象信息的结尾(在这样的情形下,为行1214)。下面的图特定了行时钟频率,即,数据信号主题活动与上一张图中意味着水准读值的深灰色黑影地区相比应。

图源自KAI-2020数据分析表 虽然必须耗费一些時间,可是您能够根据将读取按时的每一个原素求和来精确地测算出读取延迟时间。比如,假如水准挪动数字时钟的次数为40 MHz,则选用上边所显示的完成方式 ,一行的载入時间(tL)为tVCCD tHD (25 ns×1644) 12.5 ns。假如将其乘于个数并再加上光电二极管辐射跃迁需要的時间,则就可以了解总读取時间的和多少钱。

危害较大帧频的要素

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即便 数据分析表特定了帧频,掌握读取按时的关键点依然很重要,由于特殊应用软件的较大帧频会得到很多实际操作特点的危害。在其中包含应用合拼,增加到水准移位寄存器的时钟频率及其挑选单輸出或是双輸出。

除此之外,例如KAI-2020这类的CCD具备"行数据归档"(line dump)作用,它的功效与名字所表达的类似--你能一举丢掉成条行,进而防止全部根据水准移位寄存器传送单独清晰度需要的指令周期。假如你干了很多的"行数据归档",那麼较大帧频将大大增加。

正常情况下,清晰度不可以随便丢掉,但要是为了更好地特殊的规定迫不得已这样做,那另说了。

结果

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根据上面的详细介绍,相信你对怎么根据查验感应器数据分析表中的状态图和其它信息内容来明确CCD的帧频早已拥有一个清楚的了解。

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