全局快门型sCMOS图像传感器外触发同步瞬态曝光模式探究

作     者：王晶 赵二蒙 周二瑞 时明月 杨少华 严明 李刚 郭明安 刘璐 李斌康 WANG Jing;ZHAO Ermeng;ZHOU Errui;SHI Mingyue;YANG Shaohua;YAN Ming;LI Gang;GUO Mingan;LIU Lu;LI Binkang

作者机构：强脉冲辐射环境模拟与效应全国重点实验室 西北核技术研究所西安710024 西安交通大学电气工程学院西安710049 

基　　金：国家重大科研仪器研制资助项目(12027811) 

出 版 物：《现代应用物理》 (Modern Applied Physics)

年 卷 期：2024年第15卷第3期

页      码：36-44页

摘      要：为实现sCMOS图像传感器在瞬态成像系统中,外部触发信号与传感器曝光的精确同步,对sCMOS图像传感器外触发工作模式进行了研究。首先,分析了sCMOS图像传感器的性能参数、工作原理及相关四重采样机制;其次,对sCMOS图像传感器的一般工作时序进行分析,并按照瞬态成像系统所需的工作时序,对sCMOS图像传感器设计了高同步精度的外触发工作模式,实现了成像系统的同步瞬态曝光;然后,将成像系统放置在暗箱中,对固定光源的图像进行成像实验;最后,改进了成像系统的外触发工作模式,获取了高增益图像。实验结果表明:成像系统的触发延迟时间小于26.68 ns,触发晃动时间小于6.67 ns;在外触发工作模式下,图像传感器要实现同步曝光功能,必须将外部触发信号设置在复位帧读出之前,并且传感器的同步曝光过程必须跨过一帧复位帧,即成像系统的工作流程依次为等待外触发信号、传感器曝光与复位帧读出、数据帧读出。该成像系统能够实现外部触发信号与曝光过程同步的功能,可与像增强器耦合用于瞬态过程成像。

主 题 词：sCMOS图像传感器 同步曝光 瞬态成像 成像系统 FPGA 

学科分类：080901[080901] 0809[工学-计算机类] 08[工学] 080401[080401] 0804[工学-材料学] 082702[082702] 0805[工学-能源动力学] 0827[工学-食品科学与工程类] 0803[工学-仪器类] 

D　O　I：10.12061/j.issn.2095-6223.2024.030204

馆 藏 号：203130860...