ICX694ALG图像传感器工作原理详解

综合考虑系统要求与图像传感器工作原理，本系统选用Sony 公司的面阵CCD 芯片ICX694ALG 图像传感器。该型CCD 图像传感器具有灵敏度高、分辨率高和驱动方式灵活等特点。其主要参数性能如下：

(1)芯片尺寸：对角线15.99 mm。

(2)像素数量：总像素2 838 H×2 224 V(约6.31 M 像素)；

有效像素2758 H×2 208 V(约6.09 M 像素)。

(3)转移方式：逐行扫描，行间转移方式。

(4)像素尺寸：4.54 μm(H)×4.54 μm(V)。

(5)暗像元：水平方向：每通道前40 像素；

垂直方向：每通道前8 像素。

(6)水平驱动频率：最高54 MHz。

(7)帧率可调。依据输出方式不同，有7.5、13、15、25 等多种帧率。(www.xing528.com)

ICX694ALG 属于四通道爆发式的黑白图像传感器，其结构如图16-8 所示。芯片灵敏度典型值为1 000 mV，其相对灵敏度曲线如图16-9 所示。芯片的饱和信号最小值为800 mV；漏光(Smear，又称弥散)典型值为-110 dB，最小值为-100 dB，因此具有高灵敏度和抗弥散的特点。

图16-8 四通道爆发式图像传感器结构

图16-9 ICX694ALG 芯片相对灵敏度

ICX694ALG 的芯片结构如图16-10 所示。由于芯片为四通道爆发式CCD 图像传感器，因此四个通道需要各自进行驱动脉冲。对于该芯片的68 个引脚，从引脚功能上大致可以分为四个组，每个组分别驱动图像传感器的一个通道。每个通道的驱动组，包含了4 个垂直驱动的引脚：VΦ1XX，VΦ2XX，VΦ3XX，VΦ4XX(XX 在通道1 至通道4 中分别为BL、BR、TL、TR)；5 个水平驱动引脚：HΦ1Tn，HΦ1Sn，HΦ2Tn，HΦ2Sn，LH1Φn(n 为通道编号1 ～4)；1 个像素复位信号引脚ΦRGn(n 为通道编号1 ～4)；1 个通道输出引脚VOUTn。除上述四个组中的引脚外，芯片还包含5 个电源引脚、12 个接地引脚以及用于1 个接光学快门信号的ΦSUB引脚。应当注意的是，该芯片对电压要求较为苛刻，且功耗相较于常见的小尺寸图像传感器而言较大，因此对系统的电源部分提出了较高的要求。ICX694ALG 芯片的几种典型电压特征如表16-1 所示。

图16-10 ICX694ALG 的芯片结构图

表16-1 ICX694ALG 芯片的几种典型电压特征