德州仪器的TC341传感器是一款高性能的帧转移电荷耦合器件(CCD)图像传感器,专为黑白视频和计算机相机应用而设计。该器件旨在取代2/3英寸摄像管,适用于对尺寸、可靠性和成本有要求的应用。
TC341传感器的图像感应区域被配置为488行,每行有780个元素。每行提供26个元素用于暗参考。传感器的防光晕保护基于先进的横向溢出漏极(ALOD)。当向防光晕漏极引脚施加合适的直流偏置时,防光晕功能被激活。通过这种类型的防光晕保护,也可以清除图像区域的所有电荷。这可以通过向溢出漏极引脚提供一个最小为1微秒的10V脉冲来实现。
该传感器设计为可在隔行扫描和逐行扫描模式下工作。隔行扫描模式可以通过两种方式实现:在相应的图像场中跳过奇数或偶数行,或者通过合适的行求和。行求和提供更高的灵敏度,因为所有收集的电荷都被使用。跳行提供稍高的垂直分辨率,但灵敏度较低。逐行扫描模式既不牺牲灵敏度也不牺牲分辨率。
标准的门控浮动扩散电荷检测节点结构将电荷转换为信号电压。为了提高精度和稳定性,该结构被重置为片上自动电位跟踪电压参考。复位门有一个单独的外部引脚,允许通过跳过检测节点复位脉冲来实现像素求和。低噪声、两级源极跟随器放大器对输出进行缓冲,并提供高输出驱动能力。TC341传感器采用德州仪器专有的虚拟相位技术制造,该技术使器件具有高蓝光响应、低暗电流、高光响应均匀性和单相时钟。
TC241传感器的工作温度范围为 -10°C至45°C。
TC341传感器由四个基本功能块组成:图像感应区域、图像存储区域、串行寄存器和电荷检测放大器。每个块的位置在功能框图中标识。
当光线进入图像感应区域的硅时,电子被产生并收集在像素的势阱中。向防光晕漏极施加合适的直流偏置可提供防光晕保护。超过由ODB偏置确定的指定水平的电荷量将从像素中排出。如果需要从势阱中移除所有先前积累的电荷,则必须向漏极施加一个短正脉冲。这标志着新积分周期的开始。积分周期完成后,电荷迅速转移到存储器中,等待读出。可以按顺序从存储器中读出各行以实现逐行扫描,或者在串行寄存器中将两行相加,以实现伪隔行扫描。真正的隔行扫描通过根据读出场跳过奇数或偶数行,并将不需要的电荷倾倒入位于串行寄存器旁边的清除漏极来实现。
图像感应区域左边缘的26列被屏蔽,不受入射光的影响。这些像素提供暗参考,用于后续的视频处理电路以恢复视频黑电平。在图像感应区域和图像存储区域之间增加了额外的四条暗线,用于隔离。
先进的溢出漏极结构由每行的两个相邻像素共享。改变防光晕漏极的直流偏置可以控制防光晕保护水平,并与阱容量进行权衡。向漏极施加一个脉冲(比标称电平高约10V,持续时间至少为1微秒)可以从像素中移除所有电荷。此功能允许逐帧精确控制积分时间。单脉冲清除功能还通过在积分周期开始前消除像素中积累的电荷(单侧拖影)来减少拖影。建议在并行传输期间向防光晕漏极施加一个 -1V的负脉冲。该脉冲可防止由于图像区域门时钟线和反之间的片上串扰而产生的不良伪像。