高动态范围CMOS图像传感器的研究

发布时间：2024-03-03 22:53

　　随着科技的不断进步和人们生活水平的不断提高,消费级的数码相机以及便携式智能手机等各种摄像设备已经成为必需品。图像信息的采集和处理,在消费、医疗、安保以及航空航天等各个领域中都发挥着重要的作用。图像传感器的发展为这些领域的进步奠定了坚实的基础。CMOS图像传感器因其易集成、低成本和低功耗等优势逐渐取代了CCD图像传感器成为市场主流,但是某些先天不足一直制约着它的进一步发展。动态范围(DR,Dynamic Range),用来定义CMOS图像传感器(CIS,CMOS Image Sensor)能够检测的光强范围,是图像传感器的最重要的技术参数之一。由于CIS中像素的阱容量有限,当入射光强度达到一定值时,像素就会饱和。当前CCD和CIS的动态范围有限,难以满足高动态范围场景的图像获取要求。因此如何提高CIS的动态范围成为一项富有挑战性的课题。本论文创新性地提出了针对图像传感器的一种新颖的高动态电路读出方法,即基于两次电荷转移的高动态读出电路。根据提出的高动态范围电路读出方法,为CIS在高动态成像领域提供一个新的解决方案。主要工作包括高动态读出电路以及像素级模数转换器的设计与仿真。本文提出的基于...

【文章页数】：70 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1-1CMOS图像传感器的系统框图

图1-1CMOS图像传感器的系统框图着数字融合技术的发展，CMOS图像传感器从低端逐步向高端方向发展全球CIS市场约为24亿美元，2005年增长到32亿美元，据估计200到56亿美元。目前，全球CMOS图像传感器的供应商大概有40家，以机为例，....

图2-1图像传感器架构

图2-1(c)所示的单通道信号处理电路是指整个芯片共用一个信号处理电路。像素级信号处理电路占用的面积太大，电路利用率极低，而单通道信号处理电路的工作速度又跟不上像素阵列的扫描速度，所以现有的CMOS图像传感器一般都折衷采用列共享信号处理电路。三种CMOS图像传感器架构的具....

图2-2常用光电二极管器件结构图

+-Psub光电二极管,图2-2(b)是Nwell-Psub光电二极管,图2-2(c)是P+-Nwell-Psub光电二极管。图2-2常用光电二极管器件结构图(a)N+-Psub；(b)Nwell-Psub；(c)P+-Nwell-Psub由于光生载流子可以通过扩散运....

图2-3无源像素电路图

性能指标探测器种类灵敏度转换增益暗电流噪声N+-Psub低低小小Nwell-Psub高高大大P+-Nwell-Psub中等中等小小出电路电路是光电二极管与信号处理电路之间的界面电路，放大和结果输出。根据像素内是否包含放大器，可以。早期的图像传....

本文编号：3918476