天下武功 唯快不破 ——高帧率CMOS图像传感器

高帧率CMOS图像传感器是现代视觉系统从“看得见”迈向“看得清”、“看得懂”的关键一环。它通过捕捉和解析高速瞬态过程，为工业自动化、科学探索、安全保障和艺术创作提供了前所未有的洞察力。随着技术的不断突破，高帧率成像将在更多领域展现其不可替代的价值。

想要图像传感器芯片实现高帧率，我们需要解决一系列问题:

技术因素1：曝光时间必须足够短，像素内部光电转换响应足够快。

为了解决这个问题，海图微电子在技术路线上采用电荷域全局快门曝光技术，相比于电压域，电荷域的像素内部的信号传输更快，CMOS最短曝光时间可降低至1us以下， 同时全局曝光使得面阵像素同时曝光，又防止了“果冻效应”引起的图像畸变。

技术因素2：AD转换速度必须足够快，像素驱动能力必须足够强。

因为单位时间内采样和传输数据量很大，海图微电子采用多列复用+流水线技术的列ADC架构，通过空间上并行采样、处理，时间上连续串行转换、读出的方式大大提高AD转换速度；而为了提升像素驱动能力，我们采用数字格雷码编码和双边对称驱动的方式，减小功耗的同时又有效缩短全阵列像素动作时间。

技术因素3：芯片接口传输速度必须足够高。

假设一个10M像素1000fps的图像传感器的像素输出为10bit，那么芯片接口传输速度就高达100Gbps，因此我们采用多路Sub-LVDS数据线同时输出的方式传输数据，同时保证每条数据线的传输速度可达到1.25Gbps，这样既减少了数据线的总数量，又能保证数据可以完整准确的传输，并由于采用了Sub-LVDS电气协议，输出接口数据摆幅较小，配合低电源电压设计，有效的降低了芯片输出接口的整体功耗。

通过上面这些技术，海图已成功量产8M像素最高1800fps的大面阵高帧率图像传感器(HT801A)，同时，15M像素最高640fps的超大面阵高帧率图像传感器也在验证测试中，值得期待。我们相信，更多更高帧率的图像传感器芯片将隆重登场，为视觉模组客户提供更广阔的业务空间及视觉体验。

多列复用+流水线架构单列ADC

HT801A图像传感器

审核编辑 黄宇