Trends bei CMOS-Bildsensoren
Fortsetzung des Artikels von Teil 1
Trends bei CMOS-Bildsensoren
Zwei Bildhälften mit je 64 parallelen Analogausgängen werden gleichzeitig ausgelesen, sodass insgesamt 128 parallele, schnelle Analogausgänge vorhanden sind. Im Unterschied zu den höchst komplexen und umfangreichen Kamerasystemen, welche die eigentlichen Bildsensoren im vorigen Abschnitt umgaben, gibt es eine wachsende Nachfrage nach kleineren, einfacher implementierbaren Hochgeschwindigkeitsbildsensoren. Diese kommen zunehmend in Consumer- ähnlichen Applikationen wie Scannern, »sehenden « Maschinen und holografischen Datenspeichern zum Einsatz. Bild 5 zeigt eine typische holografische Datenspeicheranwendung und den darin verwendeten Bildaufnehmer aus der Entwicklung von Cypress.
Jobangebote+ passend zum Thema
Die Universalisten
Anwendungen dieser Art setzen voraus, dass ein Großteil der Systemfunktionen in den Bildsensor integriert ist. A/D-Wandler, Taktgeneratoren, Bildverarbeitungsfunktionen und zusätzliche Ausgangsstufen sind deshalb Bestandteile des Imager-Chips. Der Integrationsgrad hat bei diesen Bildaufnehmern denselben Stellenwert wie Empfindlichkeit und Geschwindigkeit. Die meisten dieser Imager werden nach wie vor auf Kundenwunsch mit einem genau vorgegebenen Eigenschaftsprofil hergestellt, wodurch sich das Design der Hochgeschwindigkeitskamera vereinfacht. Die typische Architektur eines High-Speed-Bildsensors dieser Art ist in Bild 6 dargestellt. Meist besitzen diese Bausteine lediglich einen Takteingang, ein paar Stromversorgungsanschlüsse und eine Reihe Synchronisations- Pins. Alle übrigen Signale zum Auslesen und Belichten des Imagers werden dagegen chipintern generiert.
Mehrzwecktaugliche Hochgeschwindigkeitsbildsensoren bilden eine dritte Kategorie, die schon seit ein paar Jahren existiert. Das Anwendungsspektrum reicht von »sehenden« Maschinen über die Verkehrsüberwachung, die Bewegungserfassung in der Wissenschaft bis hin zur Crashtest-Auswertung. Die ersten universellen High-Speed-Bildsensoren besaßen lediglich parallele analoge Ausgänge und verfügten (ähnlich wie die heutigen Bildaufnehmer der höchsten Geschwindigkeitsstufe) über keinerlei integrierte Logik. Inzwischen werden jedoch zahlreiche Features (Multiple Slope, Subsampling, Binning, Flipping, Mirroring, Verstärkung, Offset usw.) in den Chip integriert, damit sich der Imager für die unterschiedlichsten Anwendungen eignet. Cypress bietet gegenwärtig eine ganze Palette schneller Global-Shutter-Bildsensoren an, von VGA-Auflösung und 250 fps (»LUPA300«) bis 1,3 MPixel und 1000 fps (noch in der Entwicklung). Allen diesen Bildsensoren gemeinsam ist die »Pipelined Snapshot Shutter«-Funktion und die Multiple- Slope-Fähigkeit. Der Umfang der integrierten Features ist von einem Sensor zum anderen verschieden. Dr. Marcel Consée
Autor:
Pieter Willems ist Standard Product Manager bei der Custom Image Sensor Business Unit von Cypress Semiconductor
Cypress Semiconductor
Telefon 0 81 06/24 48 0
www.cypress.com
Verwandter Artikel:
Optische Sensoren für mehr Sicherheit im Auto
- Trends bei CMOS-Bildsensoren
- Trends bei CMOS-Bildsensoren
- Das Pixel
