CMOS图像传感器内置电源模块的研究与设计

电源模块是CMOS图像传感器芯片的一个重要组成部分,其性能直接影响着芯片的功耗以及所拍摄画面的质量.文中从CMOS图像传感器的像素结构和列读出电路原理出发,提出了一种低功耗、可编程控制的电源模块设计思想,并采用0.18μm CMOS工艺完成了电路设计.Hspice仿真结果表明,电源模块在启动70ms后能够生成稳定、正确的电压,其平均功耗小于1mW.     

应用于CMOS图像传感器的带保护LDO电路的设计

随着CMOS图像传感器(CIS)的广泛应用,低功耗、高集成化、高稳定性成为其发展趋势,低压差线性稳压器(LDO)因体积小、功耗低、噪声低及电源抑制比高等优点而满足芯片供电需求.为了避免传统电源在芯片异常时仍持续工作致使功耗增加或芯片烧毁,设计了一种可应用于CMOS图像传感器的LDO电路,并加入了LDO的保护电路结构.该保护电路具有欠压保护与过流保护的功能,并能够通过数字电路对LDO进行使能控制.基于0.11 μm CMOS工艺平台对LDO及其保护电路进行仿真与分析,完成了该工艺下电路版图的绘制和验证.     

CMOS图像传感器的关键专利分析

CMOS图像传感器具有低成本、低功耗、易集成和读取高速灵活等优点,随着近年来CMOS图像传感器技术的发展,CMOS图像传感器正逐渐取代传统的CCD图像传感器的主流地位.针对CMOS图像传感器领域的专利文献,基于专利文献的引用频次,对该领域的关键专利进行研究和分析,总结了关键专利的技术要点.     

图像传感器在医学诊断领域中的应用

图像传感器(CCD、CMOS)是多功能、高性能的摄像器件.主要介绍了CCD和CMOS图像传感器在医学诊断领域中的应用.     

用于CMOS图像传感器的9位10MS/s低功耗流水线ADC

提出了一个用于CMOS图像传感器的9位10MS/s、低功耗流水线ADC.为降低功耗,该设计通过采用低功耗、宽摆幅的带有增益增强结构的放大器以及将所有单元共用偏置电路的技术来实现.共用偏置技术需要仔细的版图设计和在电路中加入大的去耦合电容来实现.此外,设计中也采用电容阵列DAC来降低功耗.同时,为了增大信号处理范围,设计中还采用低阈值电压的MOS管.该ADC采用4M-1P的0.18μm CMOS工艺设计制造.对芯片的测试结果表明该设计的功耗仅为7mW,相对其他设计是相当低的.该ADC已经应用于30万像素图像传感器系统中,该系统已经流片、测试.     

60 mm尺度CMOS图像传感器装片工艺技术研究

为了在使用过程中得到高质量的图像,对CMOS图像传感器芯片的贴装精度、芯片倾斜度及装片胶的稳定性要严格控制.对一款60 mm尺度CMOS图像传感器芯片封装结构进行优化研究,进一步优化装片材料和装片工艺参数,解决了芯片倾斜和翘曲问题.芯片翘曲度在10 μm以内,满足图像传感器对封装的技术要求以及可靠性要求.     

深亚微米CMOS有源图像传感器技术

在深亚微米CMOS技术，传统CMOS图像传感器像素结构如PD、PG等受到极大挑战，为了获得良好摄像质量，需要一些CMOS生产工艺的改变和像素结构的革新。     

用于CMOS图像传感器的12位低功耗单斜坡模数转换器设计

 本文提出了一种应用于CMOS图像传感器中的高精度低功耗单斜坡模数转换器(single slope analog-to-digital converter)设计方案.该ADC方案由可变增益放大器、前置预放大器和动态锁存比较器组成.相比现有的设计方案,本文提出的电路在不牺牲噪声性能的前提下,具有更低的功耗和更小的芯片面积.通过集成列并行的单斜坡模数转换器在最新设计的高精度高速CMOS图像传感器设计中,实验结果证明了设计的有效性.     

用于CMOS图像传感器的9位10MS/s低功耗流水线ADC

提出了一个用于CMOS图像传感器的9位10MS/s、低功耗流水线ADC.为降低功耗,该设计通过采用低功耗、宽摆幅的带有增益增强结构的放大器以及将所有单元共用偏置电路的技术来实现，共用偏置技术需要仔细的版图设计和在电路中加入大的去耦合电容来实现。此外,设计中也采用电容阵列DAC来降低功耗，同时,为了增大信号处理范围,设计中还采用低阈值电压的MOS管，该ADC采用4M-1P的0.18μm CMOS工艺设计制造，对芯片的测试结果表明该设计的功耗仅为7mW,相对其他设计是相当低的，该ADC已经应用于30万像素图像传感器系统中,该系统已经流片、测试。     

用于CMOS图像传感器的列并行高精度ADC

设计了一种适用于CMOS图像传感器的列并行Single-slopeADC。采用的列并行ADC,同时对多数据源并行处理,增强了数据吞吐量,特别适用于CMOS图像传感器大像素阵列的数据处理。分析了影响ADC精度的因素,并给出了减小失调的方法。该ADC在0.35μm工艺下成功流片验证,测试结果表明,该ADC,在50MS/s的高数据吞吐量下,实现了CMOS图像传感器的8bit精度的设计要求和17.35mW的低功耗,以及0.62mm2的芯片面积。ADC的DNL=0.8LSB,INL=1.096LSB。     

小型面阵航空相机系统的像移补偿

设计了一种小型面阵航空相机系统.该系统采用大面阵CMOS图像传感器作为成像器件,通过反射镜扫描进行像移补偿的方法,实现无人机飞行状态时清晰地数字成像.实验室前向像移补偿实验结果表明,该系统对于前向像移进行了较好的补偿,达到指标要求,成像清晰.     

一种用于暗光环境下的CMOS图像传感器的非线性模数转换器

从优化算法、硬件结构和模拟结果入手,通过对CMOS图像传感器暗光环境下模数转换电路的优化设计,提出了一种暗光环境下性能提升的大动态范围非线性模数转换器的设计.在模拟电路模块完成了暗光优化图像处理算法,使暗光环境下光电转换数字码密度增大,在不增加额外芯片面积和功耗的同时,提高了CMOS图像传感器的暗光图像性能.     

基于张量优化的高动态范围微光相机设计与实现

针对空间低照度环境下,互补金属氧化物半导体(CMOS)相机成像视觉效果不佳的问题,基于张量优化的图像融合方法研制一款高动态范围的微光相机。分析基于科学互补金属氧化物半导体(sCMOS)图像传感器亮暗场双通道ADC的电路特性,利用同源双通道图像数据构建三阶特征张量,通过对特征张量的平行因子分析,以融合图像动态范围最优为评价函数,引入拉格朗日乘数法作为张量分解的优化算法,实现实时的高分辨力高动态范围成像。研制一款基于LTN4625的微光相机,并进行成像实验。仿真实验结果表明,相机实现了50帧/s,4 608×2 592像素的高分辨力高动态范围成像,图像动态范围从低增益数据的5.2 dB和高增益数据的11.4 dB提高到了54.7 dB。该设计是一种微弱光环境下动态响应范围高、成像效果好的微光相机设计方法。     

CMOS图像传感器在数码相机中的应用

对CMOS与CCD图像传感器的特点及其在数码相机中的应用进行了讨论，着重研究了CMOS图像传感器芯片的应用及其发展前景，针对CMOS图像传感器的特点设计了一个完整的数码相机，并利用PC机中的图像处理软件处理和显示所拍摄的图片。     

基于GL0816传感器的高速线阵CMOS相机系统设计

为了满足印刷等高端工业检测中物体快速运动,需要大幅面、高行频、高分辨率图像采集等要求,研发了一款微米级高分辨率、高速线阵工业相机。首先,介绍了高行频、高分辨率国产CMOS图像传感器GL0816的功能与特点。然后,基于该芯片设计了一套高速大幅面高分辨率线阵工业相机系统,该系统采用FPGA作为整个系统的控制核心,以DDR3LSDRAM作为图像缓存器,以GigE vision2.0协议为输出标准,以SFP+作为高速图像输出接口。最后,搭建相机系统测试环境,对所设计的相机进行系统测试。结果表明:该相机系统行分辨率为8 192,可连续采集2 000行作为一帧图像输出,行频为50kHz,动态范围为57.32dB,信噪比为40.95dB,具有实时图像采集功能。该相机系统具有大幅面、高帧频、高分辨率、高信噪比、宽动态范围等优点,适用于印刷检测行业快速运动目标捕获成像及图像实时显示。     

应用于交通监控的智能相机设计

智能相机是一种把先进的具有高性能处理功能的CMOS图像传感器集成到一个嵌入式系统中,它具有信号检测、信号处理和通信等功能.本文介绍了一款用于交通监控的智能相机,给出了具体的实现方法.对实现过程中的关键问题进行了分析并给出了解决方案,实现了用于交通监控的智能相机的样机.本文设计的智能相机可以获取并处理交通视频信号,还可以...     

A single-chip CMOS APS camera with direct frame difference output

A complementary metal-oxide-semiconductor (CMOS) active pixel sensor (APS) camera chip with direct frame difference output is reported in this paper. The proposed APS cell circuit has in-pixel storage for previous frame image data so that the current frame image and the previous frame image can be read out simultaneously in differential mode. The signal swing of the pixel circuit is maximized for low supply voltage operation. The pixel circuit occupies 32.2×32.2 μm² of chip area with a fill factor of 33%. A 128×98 element prototype camera chip with an on-chip 8-bit analog-to-digital converter has been fabricated in a 0.5-μm double-poly double-metal CMOS process and successfully tested. The camera chip consumes 56 mW at 30 frames/s with 3.3 V power supply     

320×240 Pixels CMOS Digital Image Sensor with Wide Dynamic Range

A 320×240 CMOS image sensor is demonstrated,which is implemented by a standard 0.6 μm 2P2M CMOS process.For reducing the chip area,each 2×2-pixel block shares a sample/hold circuit,analog-to-digital converter and 1-b memory.The 2×2 pixel pitch has an area of 40 μm×40 μm and the fill factor is about 16%.While operating at a low frame rate,the sensor dissipates a very low power by power-management circuit making pixel-level comparators in an idle state.A digital correlated double sampling,which eliminates fixed pattern noise,improves SNR of the sensor, and multiple sampling operations make the sensor have a wide dynamic range.     

用于近贴聚焦微通道板象增强器的新颖控制电路

近贴聚焦微通道板(MCP)象增强器由于具有高的时间和空间分辨率、宽广的光谱和输入强度动态范围、高的增益以及能记录单次瞬变现象,经常被用作超高速的光快门(光闸)。 微通道板象增强器与控制其快门作用的选通脉冲发生器相结合,便构成具有高的光增益和快速响应的超高速相机。本文比较了对一个典型第二代象增强器(18mm,ITT-F4111型象增强器)进行脉冲控制的三种方式。在此基础上,提出了在象增强器的光阴极进行选通的、能产生大幅度毫微秒脉冲的新颖控制电路。实验表明,用这种控制发生器,相机的曝光时间可达到约2 ns。文中还讨论了控制发生器与象增强器之间的匹配,并提出一个简单而有效的方法,借此可以消除在单次摄影中必须绝对避免的多次曝光现象。     

CMOS与CCD性能及高清应用比较

互补金属氧化物半导体（CMOS）与电荷耦合器件（CCD）是目前主流的图像传感器件。CMOS与CCD图像传感器的研究几乎同时起步,但是CMOS的应用有相当一段时期落后于CCD。近些年,各个级别质量的图像采集领域,都有COMS图像传感器的应用。从CMOS和CCD图像传感器采用的技术手段和性能表现两大方面做了较为全面的比较和分析,给出了较为详细的对比参数表,并介绍了CMOS和CCD传感器在高清摄像方面的高端应用。