留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

脉冲激光辐照CMOS相机的图像间断现象及机理

周旋风,  陈前荣,  王彦斌,  朱荣臻,  李华,  任广森

downloadPDF
文章导航 > 红外与激光工程  > 2019 >  48(3): 306002-0306002(6)
周旋风, 陈前荣, 王彦斌, 朱荣臻, 李华, 任广森. 脉冲激光辐照CMOS相机的图像间断现象及机理[J]. 红外与激光工程, 2019, 48(3): 306002-0306002(6). doi: 10.3788/IRLA201948.0306002
引用本文: 周旋风, 陈前荣, 王彦斌, 朱荣臻, 李华, 任广森. 脉冲激光辐照CMOS相机的图像间断现象及机理[J]. 红外与激光工程, 2019, 48(3): 306002-0306002(6). doi: 10.3788/IRLA201948.0306002
shu
Zhou Xuanfeng, Chen Qianrong, Wang Yanbin, Zhu Rongzhen, Li Hua, Ren Guangsen. Image interrupt effect and mechanism of pulse laser irradiated CMOS camera[J]. Infrared and Laser Engineering, 2019, 48(3): 306002-0306002(6). doi: 10.3788/IRLA201948.0306002
Citation: Zhou Xuanfeng, Chen Qianrong, Wang Yanbin, Zhu Rongzhen, Li Hua, Ren Guangsen. Image interrupt effect and mechanism of pulse laser irradiated CMOS camera[J]. Infrared and Laser Engineering, 2019, 48(3): 306002-0306002(6). doi: 10.3788/IRLA201948.0306002
shu

脉冲激光辐照CMOS相机的图像间断现象及机理

doi: 10.3788/IRLA201948.0306002
  • 1.

    中国洛阳电子装备试验中心,河南 洛阳 471003

基金项目: 

国家自然科学基金（11504420）

详细信息
    作者简介:

    周旋风(1988-),男,助理研究员,博士,主要从事光电对抗技术方面的研究。Email:zhouxuanfeng2012@163.com

  • 中图分类号: TN249

Image interrupt effect and mechanism of pulse laser irradiated CMOS camera

  • 1.

    Luoyang Electronic Equipment Test Center of China,Luoyang 471003,China

  • 摘要: 为了研究脉冲激光辐照CMOS相机时拍摄图像产生间断现象的原因，利用1 064 nm脉冲激光对卷帘快门式CMOS相机进行了辐照实验。在获得的图像中观测到了间断现象，表现为垂直方向上的亮区和暗区，计算表明各帧图像中暗区的行数为固定值。根据CMOS图像传感器积分方式和扫描机制，分析了图像间断现象的形成机理为卷帘快门式CMOS存储的不同时性。理论计算结果与实验结果一致，并理论分析了完全无暗区图像存在的原因。提出了基于多帧间断图像采用拼接手段获得完整连续图像的方法，得到的图像与直接拍摄图像基本一致。
    Abstract: Irradiation experiments with a 1 064 nm pulse laser were conducted to investigate the image interrupt effect of pulse laser irradiating CMOS camera with rolling shutter. Image interrupt effects were observed in the experimental results with bright area and dark area in the vertical direction. Calculation results show that the number of dark area rows is a constant. According to the integrating mode and scanning mode of CMOS image sensor, the formation mechanism of image interrupt effect is the storage asynchronism of CMOS with rolling shutter. Theoretical calculation value fit well with the experimental result. The reason of the existing of image without dark area was also theoretically explained. Method based on stitching several interrupted images was proposed to obtain a full image without interruption, which was very similar to the experimental imaging results.
  • [1] Kazuya Yonemoto. CCD/CMOS Image Sensor no Kiso to Ouyou[M]. Chen Rongting, Transl. Beijing:Science Press, 2006:6-10. (in Chinese) Kazuya Yonemoto. CCD/CMOS图像传感器基础与应用[M]. 陈榕庭, 译. 北京:科学出版社, 2006:6-10.
    [2] Jiang Wenjie, Zeng Xuewen, Shi Jianhua. Photoelectric Technology[M]. Beijing:Science Press, 2009:219-223. (in Chinese)江文杰, 曾学文, 施建华. 光电技术[M]. 北京:科学出版社, 2009:219-223.
    [3] Wang Qingyou. Application Technology of Image Sensor[M]. Beijing:Electronic Industry Press, 2013:157-170. (in Chinese)王庆友. 图像传感器应用技术[M]. 北京:电子工业出版社, 2013:157-170.
    [4] Li Jijun, Du Yungang, Zhang Lihua, et al. Research progress on CMOS image sensors[J]. Laser Optoelectronics Progress, 2009, 46(4):45-52. (in Chinese)李继军, 杜云刚, 张丽华, 等. CMOS图像传感器的研究进展[J]. 激光与光电子学进展, 2009, 46(4):45-52.
    [5] Shao Ming, Zhang Leilei, Zhao Wei, et al. Experiment study on saturation effect of high-repetition-rate laser jamming CMOS camera[J]. Laser Journal, 2013, 34(2):16-17. (in Chinese)邵铭, 张雷雷, 赵威, 等. 高重频脉冲激光对CMOS相机饱和干扰效果研究[J]. 激光杂志, 2013, 34(2):16-17.
    [6] Wang Ang. Research on the irradiation effects of CMOS image sensor under laser[D]. Changsha:National University of Defense Technology, 2014:11-43. (in Chinese)王昂. 可见光CMOS图像传感器的激光辐照效应研究[D]. 长沙:国防科学技术大学, 2014:11-43.
    [7] Wang Ang, Guo Feng, Zhu Zhiwu, et al. Comparative study of hard CMOS damage irradiated by CW laser and single-pulse ns laser[J]. High Power Laser and Particle Beams, 2014, 26(9):43-47. (in Chinese)王昂, 郭锋, 朱志武, 等. 连续激光与单脉冲纳秒激光对CMOS的损伤效应[J]. 强激光与粒子束, 2014, 26(9):43-47.
    [8] Guo Feng, Zhu Rongzhen, Wang Ang, et al. Damage effect on CMOS detector irradiated by single-pulse laser[C]//International Symposium on Photoelectronic Detection and Imaging, Proc of SPIE, 2013, 8905:890521.
    [9] Wang Jingnan, Nie Jinsong. Experimental study on supercontinuum laser irradiating a visible light CMOS imaging sensor[J]. Infrared and Laser Engineering, 2017, 46(1):0106004. (in Chinese)王景楠, 聂劲松. 超连续谱光源辐照可见光CMOS图像传感器的实验研究[J]. 红外与激光工程, 2017, 46(1):0106004.
    [10] Lai Liping, Fu Bo, Zhang Rongzhu. Effect of broadband sources on electrical crosstalk of CMOS array[J]. Infrared and Laser Engineering, 2017, 46(1):0120005. (in Chinese)赖莉萍, 付博, 张蓉竹. 宽谱光源对CMOS阵列电串扰的影响[J]. 红外与激光工程, 2017, 46(1):0120005.
    [11] Guo Feng. Comparative study on the irradiation effect of the laser to CMOS and CCD[D]. Changsha:National University of Defense Technology, 2013:17-26. (in Chinese)郭锋. 激光对CMOS和CCD的辐照效应对比研究[D]. 长沙:国防科学技术大学, 2013:17-26.
    [12] Shao Ming, Zhang Le, Zhang Leilei, et al. Comparative study saturation effect of 1.06m laser jamming CCD and CMOS cameras[J]. Journal of Applied Optics, 2014, 35(1):163-167. (in Chinese)邵铭, 张乐, 张雷雷, 等. 1.06m激光对CCD、CMOS相机饱和干扰效果对比研究[J]. 应用光学, 2014, 35(1):163-167.
    [13] Sheng Liang, Zhang Zhen, Zhang Jianmin, et al. Pixel upset effect and mechanism of CW laser irradiated CMOS camera[J]. Infrared and Laser Engineering, 2016, 45(6):0606004. (in Chinese)盛良, 张震, 张检民, 等. 连续激光辐照CMOS相机的像素翻转效应及机理[J]. 红外与激光工程, 2016, 45(6):0606004.
    [14] Liu Hailong, Li Xiangzhi, Xue Xucheng, et al. Vibration parameter detection of space camera by taking advantage of CMOS self-correlation Imaging of plane array of roller shutter[J]. Optics and Precision Engineering, 2016, 24(6):1474-1481. (in Chinese)刘海龙, 李祥之, 薛旭成, 等. 利用卷帘快门面阵CMOS自相关成像的空间相机振动参数检测[J]. 光学精密工程, 2016, 24(6):1474-1481.
  • [1] 邱鹏, 邹思成, 张晓明, 王建峰, 林亲, 姜晓军.  天文光学相机性能检测技术研究 . 红外与激光工程, 2023, 52(12): 20230316-1-20230316-13. doi: 10.3788/IRLA20230316
    [2] 王云哲, 张鲁薇, 邵俊峰, 曲卫东, 康华超, 张引.  脉冲激光对石英基底Ta2O5/SiO2滤光膜的损伤效应研究 . 红外与激光工程, 2023, 52(3): 20220482-1-20220482-9. doi: 10.3788/IRLA20220482
    [3] 王玺, 赵楠翔, 张永宁, 王毕艺, 董骁, 邹岩, 雷武虎, 胡以华.  2.79 μm中红外激光对CMOS图像传感器的辐照效应研究 . 红外与激光工程, 2023, 52(6): 20230168-1-20230168-7. doi: 10.3788/IRLA20230168
    [4] 祖嘉琦, 武帅, 张海涛, 耿东晛, 卢姁.  光纤饱和吸收体掺镱全光纤化激光器 . 红外与激光工程, 2020, 49(6): 20190382-1-20190382-6. doi: 10.3788/IRLA20190382
    [5] 安恒, 李得天, 文轩, 张晨光, 王鷁, 马奎安, 李存惠, 薛玉雄, 杨生胜, 曹洲.  高速PWM单粒子瞬态效应脉冲激光模拟试验研究 . 红外与激光工程, 2020, 49(8): 20190533-1-20190533-7. doi: 10.3788/IRLA20190533
    [6] 安恒, 张晨光, 杨生胜, 薛玉雄, 王光毅, 王俊.  SiGeBiCMOS线性器件脉冲激光单粒子瞬态效应研究 . 红外与激光工程, 2019, 48(3): 320001-0320001(7). doi: 10.3788/IRLA201948.0320001
    [7] 林正国, 金星, 常浩.  脉冲激光大光斑辐照空间碎片冲量耦合特性研究 . 红外与激光工程, 2018, 47(12): 1243001-1243001(6). doi: 10.3788/IRLA201847.1243001
    [8] 金星, 常浩, 叶继飞.  超短脉冲激光烧蚀冲量耦合测量方法 . 红外与激光工程, 2017, 46(3): 329002-0329002(7). doi: 10.3788/IRLA201746.0329002
    [9] 邵俊峰, 郭劲, 王挺峰, 郑长彬.  激光脉冲串对电荷耦合器件积累损伤效应研究 . 红外与激光工程, 2017, 46(10): 1003002-1003002(6). doi: 10.3788/IRLA201747.1003002
    [10] 张月, 王睿, 杨海峰.  线阵碲镉汞探测器对纳秒脉冲激光的反常响应规律及机理 . 红外与激光工程, 2017, 46(10): 1003003-1003003(7). doi: 10.3788/IRLA201748.1003003
    [11] 张震, 徐作冬, 程德艳, 师宇斌, 张检民.  FT-CCD的纳秒脉冲激光毁伤效应 . 红外与激光工程, 2017, 46(10): 1003001-1003001(5). doi: 10.3788/IRLA201746.1003001
    [12] 刘朝阳, 刘力源, 吴南健.  采用CMOS太赫兹波探测器的成像系统 . 红外与激光工程, 2017, 46(1): 125001-0125001(6). doi: 10.3788/IRLA201746.0125001
    [13] 王景楠, 聂劲松.  超连续谱光源辐照可见光CMOS图像传感器的实验研究 . 红外与激光工程, 2017, 46(1): 106004-0106004(6). doi: 10.3788/IRLA201746.0106004
    [14] 武星星, 刘金国, 周怀得, 张博研.  基于EMCCD和CMOS的天基微光成像 . 红外与激光工程, 2016, 45(5): 514002-0514002(5). doi: 10.3788/IRLA201645.0514002
    [15] 盛良, 张震, 张检民, 左浩毅.  连续激光辐照CMOS相机的像素翻转效应及机理 . 红外与激光工程, 2016, 45(6): 606004-0606004(4). doi: 10.3788/IRLA201645.0606004
    [16] 金伟其, 陶禹, 石峰, 李本强.  微光视频器件及其技术的进展 . 红外与激光工程, 2015, 44(11): 3167-3176.
    [17] 张长桃, 张朝阳, 蔡明霞, 丁伟, 毛卫平, 徐宇蓝.  脉冲激光热力冲击效应对电沉积的作用 . 红外与激光工程, 2015, 44(1): 65-70.
    [18] 杨秀彬, 林星辰.  低轨凝视卫星动态跟踪对成像的影响分析 . 红外与激光工程, 2014, 43(S1): 203-208.
    [19] 袁红辉, 陈永平.  一种长波红外光导探测器CMOS电路设计 . 红外与激光工程, 2014, 43(3): 762-765.
    [20] 邱伟成, 王睿, 许中杰, 程湘爱.  基于CTIA的PV-HgCdTe线阵近红外激光响应特性 . 红外与激光工程, 2013, 42(6): 1394-1398.
  • 加载中
WeChat 点击查看大图
计量
  • 文章访问数:  467
  • HTML全文浏览量:  68
  • PDF下载量:  49
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2018-10-10
  • 修回日期:  2018-11-20
  • 刊出日期:  2019-03-25

脉冲激光辐照CMOS相机的图像间断现象及机理

doi: 10.3788/IRLA201948.0306002
  • 1. 中国洛阳电子装备试验中心,河南 洛阳 471003
    • 作者简介:

    周旋风(1988-),男,助理研究员,博士,主要从事光电对抗技术方面的研究。Email:zhouxuanfeng2012@163.com

  • 收稿日期: 2018-10-10
  • 修回日期: 2018-11-20
  • 刊出日期: 2019-03-25
基金项目:

国家自然科学基金（11504420）

  • 中图分类号: TN249

摘要: 为了研究脉冲激光辐照CMOS相机时拍摄图像产生间断现象的原因，利用1 064 nm脉冲激光对卷帘快门式CMOS相机进行了辐照实验。在获得的图像中观测到了间断现象，表现为垂直方向上的亮区和暗区，计算表明各帧图像中暗区的行数为固定值。根据CMOS图像传感器积分方式和扫描机制，分析了图像间断现象的形成机理为卷帘快门式CMOS存储的不同时性。理论计算结果与实验结果一致，并理论分析了完全无暗区图像存在的原因。提出了基于多帧间断图像采用拼接手段获得完整连续图像的方法，得到的图像与直接拍摄图像基本一致。

English Abstract

    全文HTML

参考文献 (14)

目录

    /

    返回文章
    返回

    版权所有 © 2019 《红外与激光工程》编辑部｜ 地址: 天津市空港经济区中环西路58号｜ 邮政编码: 300308

    津ICP备19007885号-1

    本系统由 北京仁和汇智信息技术有限公司 开发    百度统计