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像素阵列的曝光|BB贝博ballbet体育入口

发布时间:2022-08-02    来源:BB贝博ballbet体育入口73470

本文摘要:每一个APS像素的重置(Reset)信号是用来掌控曝光开始的,其自由选择(Select)信号是用来掌控朗读的。

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每一个APS像素的重置(Reset)信号是用来掌控曝光开始的,其自由选择(Select)信号是用来掌控朗读的。如图C右图,在CMOS光学器像素阵列中,水平方向的每一行Row(x)上的所有像素分享同一组重置Reset(x)和自由选择Select(x)掌控信号。

因此,每一行上的所有像素将同时被掌控曝光或朗读,换言之曝光和朗读是按行展开的。  CMOS光学器的基本曝光方式是滑动对焦曝光,图A回应一个3T-APS像素阵列滑动对焦方式的曝光和朗读时序。

在阵列接续的Row(0)行,重置信号Reset(0)掌控本行所有像素的光电二极管电池重置,开始了对构图图像的曝光。然后按大于的时间间隔Trow,依序逐行(即滑动)继续执行Reset(1)、Reset(2)、Reset(3)的重置操作者,直到Reset(N-1)已完成构图图像的曝光开始操作者。

每行Row(x)像素曝光之后,经过曝光时间,用某种程度在一行像素中分享的自由选择信号Select(x)掌控这一行像素的朗读,以已完成这一行像素的全部曝光过程。曝光时间就是这一行的重置信号Reset(x)到自由选择信号Select(x)的时间间隔。与Reset掌控一样,从Row(0)讫的Select(0)开始依序逐行(滑动)朗读操作者直到Row(N-1)讫的Select(N-1)掌控已完成一构图图像的全阵列朗读。

  滑动对焦可以是单幅图像的也可以是倒数图像的曝光,单幅图像曝光应用于静止图像照相机的摄像机,倒数图像曝光被普遍应用于视频和电视摄像机场合。倒数曝光是当某一行像素的曝光过程:从重置到自由选择输入,已完成之后,下一次曝光就开始工作了,而不用等候构图图像已完成曝光。如图A右图。

倒数曝光一般来说有相同的帧创下频率Fframe,使得每一行重置有相同的周期Trst=1/Fframe。为原始地构建每一次曝光过程,曝光时间Texp必需大于重置周期:Texp<Trst,即Texp<1/Fframe。

例如对于每秒60帧的倒数图像曝光,最久的曝光时间无法小于1/60秒。  滑动对焦曝光方式相似于传统的电视逐行扫描摄像机过程,在构图图像上,每一个像素不是在同一时刻同时开始和完结曝光的。

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在摄制运动物体或光线较慢变化的图像时会引发几何的或光的杂讯。全局对焦曝光方式与滑动对焦方式有所不同,图像上的每一个像素同时开始曝光并同时完结。这种理想的曝光方式,即使在传统的化学胶片曝光照相术中,也是无法几乎构建的。因为用电子信号掌控快门速度,远比机械对焦的动作更快。

在数字摄影或摄像机的全局对焦曝光下,一幅图像上每个像素的曝光时间差异可以几乎忽略不计。  CMOS光学器的全局对焦曝光可以用4晶体管像素4T-APS阵列结构构建,这种像素的电路原理图如图D右图。4T-APS像素的电路在3T-APS的基础上减少了一个作为传输门的晶体管TX,它的源极S和漏极D跨接在光电二极管和源近于追随器的栅极G之间,并在Tsf的栅极到地之间构成一个产于的漂浮PN结电容CFD。

4T-APS像素阵列在继续执行全局曝光过程中,可以在阵列上所有像素行同时重置开始曝光;通过在所有的TX栅极同时特信号TX掌控晶体管通导,使所有像素同时像3T-APS一样曝光;这时候每个光电二极管PD上的电压也同时存储在漂浮电容CFD上。暂停曝光的掌控方法是使TX管累计,从而造成CFD漂浮并存储了曝光的最后电压,然后从源近于追随器输入。

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这样就可以构建阵列上所有像素同时开始曝光,并且在超过曝光时间后同时暂停曝光。全局曝光已完成后通过自由选择信号的掌控用与滑动曝光方式完全相同的滑动时序,朗读存储在整个阵列CFD上的图像信息。

即通过TX的掌控构建全局曝光,经过CFD存储的环节,然后用滑动的方式,从CFD上朗读全幅图像信息。  由于全局对焦曝光在滑动朗读的过程中存储信息的CFD与光电二极管PD可以几乎隔绝,因此在上一帧滑动朗读的同时几乎可以展开下一帧的曝光。用于必要的掌控时序,可以构建倒数的全局曝光(称作流水线对焦方式)。

这种方式可以用作高速摄像机(如每秒500帧的高速摄像机),以解决高速摄像机的图像杂讯。下一期将辩论阵列信息的仿真朗读。


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