1. Nội dung thiết kế tốt nghiệp:
3.3 Lý thuyết cấu trúc điểm ảnh DPS
Trong kiến trúc DPS (Digital Pixel Sensor) mỗi điểm ảnh có một bộ ADC, các bộ ADC hoạt động song song và dữ liệu số đƣợc lƣu trong bộ nhớ đƣợc đọc trực tiếp từ ma trận điểm ảnh tƣơng tự hoạt động của các bộ nhớ thông thƣờng. Kiến trúc DPS có một số ƣu điểm so với các điểm ảnh làm việc với tín hiệu tƣơng tự (APS) : giảm thiểu các yêu cầu về hiệu suất các mạch tƣơng tự, loại bỏ đƣợc nhiễu mẫu cố định (Fixed Pattern Noise) và nhiễu khi đọc ra từ cột. Với một bộ ADC và bộ nhớ cho mỗi điểm ảnh cho phép chụp nhanh, song song. Chuyển đổi tƣơng tự - số và đọc ra tín hiệu số với tốc độ cao trở nên cực kì có lợi trong thực tiễn cho phép bỏ qua các giới hạn khi chuyển đổi A/D và đọc ra. Điều này đƣợc dùng trong các ứng dụng chụp ảnh tốc độ cao và cho phép thực hiện các ứng dụng với tốc độ video chuẩn hoặc một vài ảnh tĩnh liên tiếp, trong các cảm biến có dải động cao và ƣớc lƣợng chuyển động.
Page 41 Hình 3. 4: Điểm ảnh DPS
Điểm yếu chính của DPS là kích thƣớc điểm ảnh lớn do số lƣợng transistor ở mỗi điểm ảnh tăng. Do có một giới hạn dƣới của kích thƣớc điểm ảnh quy định bởi bƣớc sóng ánh sáng, quá trình tạo ảnh và dải động, điểm yếu này ít ảnh hƣởng hơn với công nghệ CMOS từ 0.18µm trở xuống. Thiết kế điểm ảnh với các công nghệ mới phải đối mặt với thách thức về điện áp cấp vào và dòng rò. Lƣu ý rằng chỉ có DPS mới có khả năng thực hiện chụp ảnh nhanh (snap-shot) với tốc độ cao và đọc ra không xóa dữ liệu. CCD, PPS có quá trình đọc ra mất dữ liệu trong bộ thu quang, APS không thể chụp nhanh thật sự vì thời gian phơi sáng khác nhau cho mỗi hàng trong suốt thời gian phơi sáng.
Page 42