用于高速CMOS图像传感器的电容复用型循环ADC

设计了一种用于高速CMOS图像传感器的列并行标志冗余位(RSD)循环式模/数转换器(ADC)。该ADC在每次循环中采样和量化输入信号同步进行,速度比传统的循环式ADC提高了1倍。利用电容复用技术,对于像素输出信号的相关双采样(CDS)操作和精确乘2运算,将仅使用1个运放和4组电容来实现,减小了芯片面积。通过0.18μm标准CMOS工艺完成了ADC电路设计和仿真。SPICE仿真结果表明,在4 MS/s的采样速度和1.8 V电源电压下,ADC的SNDR达到55.61 dB,有效位数为8.94 bit,功耗为1.34 mW,满足10 bit精度高速CMOS图像传感器系统的应用要求。     

基于CMOS图像传感器中DPGA的电容阵列优化研究

结合用于CMOS图像传感器中的低噪声DPGA的性能特点,提出了一种优化电容阵列拓扑结构的方法,讨论了此种结构下由寄生电容引入的时钟馈通和电荷分配效应, 并给出了仿真结果和按照0.35μm CMOS工艺进行流片的版图.测试结果表明,采用改进的电容阵列结构能把采样电容引入的噪声斜率从原来的0.15降低到0.01.     

基于压缩感知的低功耗高效率CMOS图像传感器设计

提出一种基于压缩感知的低功耗高效率CMOS图像传感器(CIS)设计.在这种压缩感知CIS中,帧存储、帧差求解和帧压缩等过程分别集成于像素级、列级和芯片级电路中,实现了图像传感过程和图像压缩过程的融合.这种融合提高了CIS在功耗、传输带宽和输出数据等方面的效率.所提出的CIS设计已采用Global Foundries 0...     

关于CMOS图像传感器的调试

CMOS图像传感器在调试的过程中可能会遇到很多棘手的问题，笔者在这里将自己几年来对CMOS图像传感器的一些调试经验同大家分享。[编者按]     

一种应用于ARM7的CMOS图像采集系统

本文介绍了以ARM7为控制单元,使用CMOS图像传感器进行图像数据采集的嵌入式监控系统;并在介绍系统组成原理的基础上讨论了SCCB总线配置的方法和图像采集部分的结构,最后对设计中遇到的若干问题进行了解答和说明。     

CMOS图像传感器的商业化发展

随着超大规模集成技术的发展,CMOS图像传感器显示出强劲的发展趋势.CMOS图像传感器可在单芯片内集成时序和控制电路、A/D转换、信号处理等功能.本文简单介绍了CMOS图像传感器的背景,分析了CMOS图像传感器和CCD图像传感器的优缺点,综述了目前CMOS图像传感器的研究进展.     

CMOS图像传感器用于网络摄像机的设计

以网络摄像机为应用背景,介绍了OmniVision公司两款CMOS图像传感器芯片的参数、接口和通信协议,结合网络摄像机的开发环境,给出了芯片与嵌入式CPU的硬件连接、PCB布局和调试经验,以及选择两款芯片的注意事项,并示例详细说明了用软件设置芯片有关寄存器的方法。分析了用CMOS图像传感器替代CCD图像传感器做网络摄像机视频前端的优势和可行性。     

用于CMOS图像传感器的高速高精度斜坡ADC设计技术研究

针对CMOS图像传感器中传统的列级单斜式ADC在速度方面的不足和两步式ADC在斜坡间切换过程中的非线性问题,论文提出了一种基于时间共享与单区间的高速高精度列并行两步式斜坡ADC架构.采用像素电荷转移阶段的电位识别,实现了不消耗时间的粗量化;采用单区间高精度量化,解决了多斜坡之间的无缝衔接问题.所提出的方法在一款基于55 nm 1P4M工艺的2048×2048规模的CMOS图像传感器芯片中进行了有效性验证,结果表明,在12位分辨率下,该方法相较于传统的两步式结构,行时间可以压缩到500 ns,DNL和INL都可以控制到0.12LSB以内,单列功耗仅为16.5μW.     

光电二极管有源像素 CMOS图像传感器固定模式噪声分析

在研究有源像素工作机理和制作工艺的基础上,分析了固定模式噪声的产生机制以及对输出信号的影响,建立了噪声产生模型,得出了噪声影响的定量计算的公式.提出了通过优化电路和版图设计抑制电路固定模式噪声的方法.对于无法通过电路设计消除的噪声,提出了双采样电路抑制方法.研究结果对于设计低噪色有源像素具有指导意义.     

透视数码相机的心脏图像传感器技术CMOS篇

最理想的图像传感器应用拥有CCD的图像质量和CMOS的智能,这并不是可望而不可及的。柯达公司推出的插入式隔行（Interline) CCD-KAI2020芯片（一部分图像处理在芯片上进行,通过增加时钟驱动器,从而获得双倍的相关抽样）就是实现这项技术的一款产品,虽然柯达公司并没有将该产品命名为智能CCD（模数转换以及在芯     

应用于CMOS图像传感器的高速列级ADC

提出了一种应用于CMOS图像传感器中的高速列级ADC。采用单斜ADC与TDC结合的方法,先将模拟电压信号转换为成比例的时间段,再通过TDC量化为相应的数字码,其转换时间主要取于TDC的量化范围,解决传统列级单斜ADC转换速率低的问题。设计采用0.18μm CMOS工艺。Spectre仿真表明,在模拟电路3.3 V、数字电路1.8 V的供电电压下,ADC的信噪失真比(SNDR)达到51.2 dB,整体功耗为1.76 mW,列级电路功耗为236.38μW,采样频率为1 MS/s,输入信号范围为1.6 V,满足CMOS图像传感器系统的应用要求。     

CMOS image sensor with optimal video sampling scheme

Time-varying illumination on the focal plane is a three-dimensional signal.Multidimensional sam-pling theory proves that the temporal resolution can be optimally improved by a factor of 2～(1/2) while the spatial resolution is reserved by changing the sampling scheme.Based on the theory,a prototype multi-field CMOS image sensor (CIS) is designed for a 0.35-μm 2P4M CMOS process.Corresponding pixels in 4×4-pixel clusters are assembled into 16 fields over the whole array.Control pins (resets and shutters) of pixels are separated which provides the ability of sampling the illumination with the optimal sampling scheme.     

A CMOS image sensor with optical and potential dual imaging function for on-chip bioscientific applications

An optical and potential dual imaging CMOS sensor for bioscientific applications was proposed and fabricated. The CMOS image sensor has the capability to simultaneously capture optical and on-chip potential images. The sensor is designed with target applications of on-chip DNA (or protein) microarray analysis and on-chip neural imaging. A potential imaging function was implemented onto a CMOS image sensor with a simple pixel circuitry that is compatible with optical image sensor pixels. The basic properties of the potential-sensing pixel were characterized. By choosing an appropriate operating sequence and off-chip configuration, the sensor can be operated in either a wide-range potential imaging mode (>5 V) or a high-resolution potential imaging mode (1.6 mV). The sensor is applicable for most of the target applications and is capable of detecting a pH change in the solution placed on the surface. Two-dimensional optical and potential dual imaging was successfully demonstrated, and the profile of a potential spot smaller than 50 μm was clearly observed.     

一种高填充率的CIS有源像素结构研究与设计

三管有源像素因其像素面积小、填充因子高,是应用最广泛的一种像素结构.填充因子对像素的特性影响很大.增大像素的填充因子可以增加像素的灵敏度和信噪比,但增加像素的面积会限制像素可以达到的最大分辨率,因此像素设计一般是在确定像素尺寸和工艺的情况下,最大限度地提高填充因子.本文在详细分析CIS三管有源像素结构的基础上,采用NMOS复位管和共源共栅结构的源随器偏置管的组合结构,设计出一种高填充率的CIS三管有源像素,填充率达到57%.通过仿真和单元测试,证明方案有效.     

用于CMOS图像传感器的光电二极管的模型

在研究CM0S图像传感器的结构之前,建立正确的光电二极管模型是很有必要的。利用少数载流子的稳态连续性方程和半导体材料对光的吸收,求出光电流的表达式。用MATLAB进行计算,得到两种二极管的响应率与波长的关系图,并对结果进行了分析。将模拟值与测量值对比,基本相符,证明了该模型的正确性。     

CMOS图像传感器噪声抑制方法研究

数码相机中的彩色成像传感器通过彩色滤波阵列（CFA）在空域经降采样获取三个颜色分量,并通过对三个颜色分量去马赛克、去噪和颜色校正等过程获得最终图像。成像过程的算法比较复杂,尤其部分过程的非线性和噪声影响促使成像过程更趋复杂。研究去马赛克算法引入的噪声及对噪声传播的影响,考虑去马赛克和去噪顺序不同对成像质量造成的影响,为了更好地理解每一步成像过程如何影响和传播噪声,对图像和噪声进行有效监测和分析,并通过MSE和s-CIELAB来衡量噪声特性,最后给出结论。     

CMOS图像传感器动态范围扩展技术

CMOS有源像素图像传感器动态范围的扩展可采用各种技术,如对数像素结构、横向溢出栅像素结构、多次曝光技术、局部曝光技术等,其中多次曝光技术在可获得大动态范围图像的同时,信噪比(SNR)较高。     

CMOS图像传感器时序分析研究

介绍了CMOS图像传感器单芯片内部集成时序和控制电路、A/D转换、信号处理以及感光滤镜结构等功能,并与CCD图像传感器进行比较后,以OV7620 CMOS图像传感器为例,讨论了CMOS图像传感器的一般特征、内部结构及其使用特点,着重对OV7620的视频输出格式和工作时序进行了分析.