CMOS 有源像素传感器光响应分析及实验模型建立

在分析CMOS工艺中的N /P衬底光电二极管光电响应特性的基础上,提出了一个用于光电响应估算的模型.采用chartered 0.35μm 2P4M N阱工艺,设计并制造了一个三管有源像素传感器及其测试电路以获得模型的精确实验数据.根据在室光下测试得到的灵敏度(0.76 V/lx.s)和从像素中提取的电容值,可得电流密度和入射光强度之间的线性系数为7.542×10-4A/m2.lx.这个简单、精确的模型适合在设计CMOS图像传感器中,预测光电二极管和CMOS图像传感器的性能.     

自扫描光电二极管线阵图像传感器的灵敏度分析􀀁

自扫描光电二极管线阵图像传感器的灵敏度为单位曝光光量下器件的输出电流或电压,本文用计算机辅助分析得出了灵敏度与每位二极管电容Ｃｓ的关系,根据本文给出的程序框图与所编制的程序,可以计算出不同光照时,灵敏度大小的分散性,对自扫描光电二极管线阵器件的选用与制造都有一定的参考价值。     

用于SPR检测的自消噪光电二极管阵列驱动电路

以检测SPR现象为目的,设计了一种新型的具有自消噪功能的光电二极管阵列驱动电路.该电路可以精确检测矩形区域内的光强分布,从而确定SPR共振角.电路选用滨松光子学株式会社(Hamamatsu)生产的S3903-1024Q型光电二极管阵列线性图像传感器作为光电转换器件,并以改进型电流积分方式进行驱动,可以根据检测环境的噪声...     

原子发射光谱检测电路的讨论

本文讨论了传统的原子发射光谱捡测电路的缺点,提出利用光电信号的数值积分处理,和自扫描光电二极管阵列的电路设计疗法。     

新型大动态范围CMOS 图像传感器双采样像素阵列设计

提出了一种新型双采样结构大动态范围CMOS图像传感器的像素阵列结构。该结构在传统的光电二极管型三管有源像素的基础上，加入了第二列信号处理电路，两列信号处理电路分别处理两次采样。双采样像素结构大幅提高了图像传感器动态范围，同时第二列信号处理电路又保证了高速度。     

一种新型集成荧光传感器设计与实现

基于标准CMOS工艺设计了一种新型的集成荧光传感器,该传感器采用P+/Nwell/Psub双结深光电二极管结构和高灵敏度的电容跨阻抗放大器(CTIA)有源像素电路结构。传感器采用0.5μm CMOS工艺实现,测试结果表明:双结深光电二极管在波长532 nm时具有峰值灵敏度为2×10-8A·m2/W,CTIA有源像素结构在光照6lx、积分时间为310μs时的灵敏度可以达到2243 V/lx·s。该设计表明:采用双结深光电二极管单元的CTIA有源像素电路对微弱的光具有更高的光电转换灵敏度。     

基于AD9978A双通道的CCD相机设计

基于ADI公司的双通道、14 bit串行输出图像预处理芯片(AFE)AD9978A设计了一套CCD黑白数字摄像机电路系统。系统采用Dalsa公司的1 024×1 024帧转移面阵CCD FTT1010M作为图像传感器,采用专用集成芯片DPP2010A作为时序发生器,以FPGA为控制核心,并应用LVDS接口完成图像输出。针对CCD双通道输出时通道间存在的不均匀性问题,使用AD9978A在电路上给出了改进,并系统研究了该芯片复杂的寄存器配置问题。经验证,该系统能在不添加任何均匀性校正算法的情况下,输出均匀性良好的双通道图像。     

大尺寸像素电荷转移的优化方法

为了提高CMOS图像传感器大尺寸像素的电荷转移效率,消除图像拖尾,通过对像素内电荷转移的RC模型分析,提出一种优化电荷转移的方法。从工艺和版图两方面进行优化,工艺方面是在N埋层的形成步骤中增加一步P型杂质注入,使光电二极管内存在电场,增强电荷转移;版图方面是优化光电二极管的版图为U型,使传输栅伸进光电二极管内尽量长,减少RC模型的传输级数,提高电荷转移效率。与传统像素相比,工艺和版图的优化使电荷转移效率分别提高了2倍和3.3倍,转移时间也分别缩短到传统像素结构的26%和30%左右。对传统像素结构进行工艺和版图同时优化则使电荷转移效率提高了9.5倍。     

CCD亚像素细分中的像素响应不均匀性补偿技术

从理论上分析了像素响应不均匀性对CCD亚像素细分的影响,以及CCD暗电流和光电响应不均匀性产生的原因.根据光电响应模型提出了CCD像素光电响应不均匀性的校正方法,推导出了像素光电响应不均匀性的校正系数的计算方法,并给出了校正性能评价方法.针对实际校正中干扰光的影响,提出了采用变波长去除干扰方法,用以对校正方法进一步修正和加强校正的稳定性.研究表明,能量和噪声的变化对提出的校正方法影响小,校正过程不受信号分布形式的影响,校正量对信号能量变化具有自适应性.仿真和实验结果验证了校正方法和校正系数算法的正确性和可行性,表明校正方法可以有效地提高亚像素细分的准确性和稳定性.     

采用硅光电二极管阵的快速光谱记录系统

硅光电二极管阵快速光谱记录系统包括硅光电二极管阵探测器及其致冷装置、扫描及驱动电路、低噪声前放及视频放大电路、采样保持及A/D变换电路计算机接口及相应的系统控制软件。这是我们自行设计的一种新型光多道分析器,系统框图如图1。来自光谱仪的分光光谱被硅光电二极管阵(RL     

结合局部分类水平集与颜色特征的遥感影像阴影检测

为提高对非匀质阴影与亮阴影的检测效果,提出结合局部分类水平集与颜色特征的遥感影像阴影检测方法,首先,结合阴影区域的亮度非均匀性,采用局部分类水平集分割遥感图像的阴影区域;然后,通过分析绿地与阴影颜色特征分量的差别以去除候选阴影区中被误检的绿地.实验结果表明所提出的方法优于现有的黑体辐射模型与自适应特征选择法,有效克服了传统方法对非匀质阴影与亮阴影的漏检问题,且整个检测过程无需人工干预.     

基于时域高通滤波的非均匀性校正算法研究

实现红外焦平面阵列非均匀性自适应校正是红外探测系统研究中追求的重要目标,对提高红外探测系统的空间分辨率、温度分辨率、探测距离以及辐射量的正确度量具有重要意义.分析基于时域高通滤波的红外焦平面自适应非均匀校正算法的视觉神经机制以及滤波器的幅频特性.通过对实际红外图像的实验,提出正确选取时间常数是影响该校正方法最重要的因素.     

基于DSP的红外图像非均匀性校正技术的研究

分析了导致红外成像系统非均匀性的机理,介绍了红外焦平面阵列非均匀性校正的基本方法。采用两点校正和积分时间校正相结合的方法,利用TMS320VC5509A DSP完成了对红外图像的非均匀性实时校正。实验结果表明,本系统具有实时性好,实用性强的特点,能够满足红外焦平面成像系统的要求。     

降雨空间不均匀性与雷达测雨空间平滑误差

用X波段气象雷达对降雨精细结构观测,获得了125 m高距离分辨率的降雨反射率数据。用此数据模拟计算了在与地基、空基的雷达分辨尺寸相当的模拟雷达空间平滑窗口内的不均匀性强度、基于Z-R关系的雷达测雨空间平滑误差等参数,并分析了这些参数间可能的相关关系。结果表明,降雨的小尺度不均匀性非常显著,甚至在1 km的雷达分辨尺寸内反射率不均匀度超过10 dB以上并不罕见,由此产生的雨强平滑误差不可忽略,甚至对于与地基雷达分辨率相近的0.5 km模拟雷达分辨率,其相对相误差可达30%以上。结果比较显示,用通常的1 km低分辨率雷达数据模拟计算会低估测雨平滑误差,其中对于4 km和3 km分辨率约低估25%,对于2 km以下分辨率约低估40%以上。     

Modeling of chemical mechanical polishing process using FEM and abductive network

In this paper, modeling of a two-dimensional axisymmetric quasic-static finite element model in conjunction with an abductive network for chemical–mechanical polishing process (CMP) was established. Three prediction models can be achieved, i.e., model for von Mises stress at wafer center, model for maximum von Mises stress and model for nonuniformity on wafer surface under various combinations of process parameters. The data of von Mises stress and nonuniformity on wafer surface can be first achieved under different conditions of the carrier load, pad's elastic modulus and thickness by using the developed finite element model for CMP. Next, an abductive network was applied to synthesize the data sets from the FE simulation. It is a self-organizing adaptive modeling tool that establishes the mathematical relationship between input and output variables based on abductive modeling technique and it can automatically synthesize the optimal network structure, including the optimal network structure, the number of layers and the form of functional nodes. Finally, the results from the three developed abductive networks with test data are compared with those from FE simulation to confirm the feasibility of this approach. The findings verified that the results confirm the feasibility and the proposed prediction models for CMP are acceptable.     

基于 L0 范数平滑和图像分割的 CT 图像阴影校正技术研究

锥束CT的图像阴影问题严重影响了其CT值精度、低对比度目标的检测能力及剂量计算的准确性,限制了锥束CT在临床上广泛应用.为了消除图像阴影,文章首先对原始CT图像进行多阈值的图像分割,把骨骼和软组织分离并赋予标准的CT值得到模版图像;然后,利用L0范数平滑算法对原始CT图像进行边缘保护平滑,得到去除图像纹理信息的平滑图像,之后两幅图像做差后利用低通滤波即可得到图像阴影分布;最后把估计的阴影分布补偿至原始图像,得到阴影校正图像.实验发现校正后的感兴趣区域的CT误差由大于115HU下降至小于13HU,整体图像非均匀度由大于9％下降至小于1％.实验结果表明,基于L0范数平滑和图像分割的CT图像阴影校正方法可以有效地校正CT图像阴影,具有一定的临床应用价值.     

Guest Editors' Introduction: Process Variation and Stochastic Design and Test

As silicon manufacturing processes scale to and beyond the 65-nm node, process variations are consuming an increasingly larger portion of design and test budgets. Such variations play a significant part in subthreshold leakage and other important device performance metrics. The rise in inherent systematic and random nonuniformity as we scale our silicon devices to the level of atomic scaling will have far-reaching effects on every aspect of design, manufacturing, test, and overall reliability. This special issue explores this subject from different perspectives: process monitoring, testing, adaptive circuits, and architecture changes.     

基于FPGA的线阵CCD相机控制系统设计

提出了一种基于FPGA的CCD相机采样率控制系统,该系统能改善线阵CCD相机采样的均匀性,使成像质量得到提高。     

含运动目标的红外图像非均匀校正算法

通过分析运动目标对基于图像配准的非均匀校正算法校正效果的影响,基于相邻帧之间运动目标辐射强度不变的假设,提出含运动目标的红外图像非均匀校正算法。通过临近帧补全运动目标遮挡的场景,消除运动目标的影响,进行非均匀校正得到场景校正帧,再利用运动目标的辐射信息对各帧运动目标进行非均匀校正,最终得到全图校正帧。仿真和实测红外图像校正实验表明：算法能够很好地解决含运动目标的红外序列图像的非均匀校正问题。