[发明专利]焦平面的开窗口读出电路

说明书

技术领域

本发明涉及成像系统中的焦平面读出电路，具体涉及焦平面的开窗口读出电路，属于光电子技术及微电子技术领域。

背景技术

读出电路为数模混合大规模MOS(Metal Oxide Semiconductor，金属氧化物半导体)集成电路，其功能是对探测器感应的微弱电信号进行前置处理(如积分、放大、滤波和采样/保持等)及对信号进行并/串行转换。读出电路主要有CCD(Charge Coupled Device，电荷耦合器件)和CMOS(Complementary MetalOxide Semiconductor，互补金属氧化物半导体)两种类型。CMOS读出电路因其众多的优点而成为当今读出电路的主要发展方向。作为探测器与信号处理电路之间的接口电路，读出电路对探测器及其成像阵列的制约作用日益显著。

目前由于读出电路的基本模块发展已经成熟，人们将注意力逐渐转移到增强焦平面阵列功能和减少整个系统的复杂性方面。正在研制中的第三代灵巧焦平面其中一个重要功能就是开窗口功能，即允许一个大的焦平面窗口作为低帧速率的采集传感器工作，维持宽视场、高灵敏度和适度的数据速率；另一方面，又能起一个约定传感器的作用，即以高的帧速率输出一个窄的视场，同时保持适度的总数据速率。

国内目前研制的读出电路大多不具备开窗口功能，只能读出其完整的图像内容(即：全帧)，或者是通过增加额外的评估电路，从整个图像中提取所需的部分，不管采用哪种方法，读出电路的读出帧速率都将被限制在一个较低的水平。随着焦平面像素阵列的不断增大，这种传统的读出方法显然已经不能适应当今的应用要求了。因此，亟需研制一种新的读出电路，通过采用这种电路，不但可以按正常的满像素输出图像，还可以通过二次采样选择图像区域的一部分(即：开窗口)来对单独的像素或像素组进行寻址和读出操作。通过二次采样，可以提供高得多的帧速率，允许使用者通过对感兴趣的图像部分进行开窗口读出来单独跟踪、观测。对于快速移动的目标来说，高的帧速率意义尤其重大，它可以准确地捕捉、锁定目标，而不会发生低帧速率下跟踪目标经常存在的掉帧问题。

发明内容

本发明的目的就在于提供一种焦平面的开窗口读出电路，可以实现任意开窗，即可以从指定像素开始读出，并且窗口大小和读出顺序也是可控的。

为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

一种焦平面的开窗口读出电路，其特征在于包括：

数据寄存器，用于传输和锁存窗口数据，包括输入端和输出端，输入端的输入数据用于控制读出像素的行、列起始地址和行、列窗口大小，输出端的输出数据即读出像素的行、列起始地址和行、列窗口大小；

行地址选择电路，用于将数据寄存器输出的二进制的行地址转换成格雷码编码的行地址并输出，接收行输出顺序改变信号用于控制行输出顺序，并对格雷码编码的行地址进行计数，当行地址计数到窗口结束行时，产生行地址溢出信号；

行窗口大小控制电路，用于对数据寄存器输出的行窗口大小进行计数并接收所述行地址溢出信号，当计数到满足窗口大小或接收到有效的行地址溢出信号时产生行选结束信号结束行选；

列地址选择电路，用于将数据寄存器输出的二进制的列地址转换成格雷码编码的列地址并输出，接收列输出顺序改变信号用于控制列输出顺序，并对格雷码编码的列地址进行计数，当列地址计数到窗口结束列时，产生列地址溢出信号；

列窗口大小控制电路，用于对数据寄存器输出的列窗口大小进行计数并接收所述列地址溢出信号，当计数到满足窗口大小或接收到有效的列地址溢出信号时产生列选结束信号结束列选。