TDI型CMOS图像传感器时序控制设计与实现

设计了1 024×128时间延迟积分型(TDI)CMOS图像传感器的时序控制电路。基于沿扫描方向的行滚筒式曝光方式、通过增加曝光频率实现了像素间电荷转移的同时性和信号累加的同步性。完成了像素阵列、像素外电荷累加和列级ADC的时序控制电路,相关参数通过I2C总线控制。设计共耗费761个标准逻辑单元,版图大小为125μm×160μm,总的动态功耗40.55μW,泄漏功耗为10.43μW,时序正确并满足要求。时序控制电路与模拟电路的结合实现了TDI型CMOS图像传感器。

TDI-CMOS图像传感器多次采样叠加调制传输函数模型研究

提出了多次采样叠加下时间延迟积分(TDI)CMOS图像传感器沿扫描方向的调制传输函数(MTF)分析模型。基于行滚筒曝光读出原理,研究了一个行时间内采样次数、叠加次数、TDI级数和速度失配比对扫描MTF的影响机理。为验证扫描MTF模型,基于TDI-CMOS图像传感器将连续视场映射为离散图像的几何和能量传输关系分析,建立了成像仿真系统并利用刃边法计算MTF曲线。仿真结果表明,扫描MTF随着采样次数增加而增大;当采样次数固定,扫描MTF随着叠加次数增大而减小;扫描MTF随着速度失配比和TDI累加级数增大而减小。