寬動態(tài)

CMOS圖像傳感器在消費電子、工業(yè)生產(chǎn)、安全監(jiān)控、醫(yī)療成像、科學研究、軍事國防等領域都獲得了廣泛應用，是一類非常重要的集成電路。然而，目前主流傳統(tǒng)的CMOS圖像傳感器動態(tài)范圍較小，無法記錄自然場景接近180dB動態(tài)范圍的圖像信息，因此本項目研發(fā)具有超寬動態(tài)范圍的CMOS圖像傳感器意義十分重大。 本項目首先提出并研究了基于電荷補償技術(shù)的圖像傳感器原理；然后利用電荷補償技術(shù)實現(xiàn)了高動態(tài)CMOS圖像傳感器原型器件，對該圖像傳感器的性能進行了詳細的測試，并對非理想因素進行了分析；同時研究了一種基于兩次電荷轉(zhuǎn)移的高動態(tài)CMOS圖像傳感器，并研究了高分辨率、高動態(tài)范圍CMOS圖像傳感器信號獲取和處理電路，設計了圖像傳感器模擬輸出軌對軌放大器，適用于并行列模數(shù)轉(zhuǎn)換用的12bit循環(huán)型模數(shù)轉(zhuǎn)換器，以及適合于串行輸出的40MHz采樣率、14bit精度的流水線型模數(shù)轉(zhuǎn)換器。 本項目提出的像素電荷補償技術(shù)，具有本征的高動態(tài)范圍，其基本結(jié)構(gòu)是通過像素中加入一個附加的光電二極管，弱光時反偏，強光時自動轉(zhuǎn)換為正偏，從而實現(xiàn)電荷補償，使得像素輸出電壓在弱光下與光強成線性，強光下變成與光強對數(shù)成正比，達到提高圖像傳感器動態(tài)范圍的目的。該技術(shù)申請并獲得了國家發(fā)明專利。 通過這種技術(shù)實現(xiàn)的CMOS圖像傳感器像素在弱光下呈現(xiàn)線性響應，在強光下為對數(shù)響應，可響應光功率密度在1.99×10^-9W/cm^2至0.448W/cm^2之間，等效動態(tài)范圍達到167dB，遠遠高于目前主流CMOS圖像傳感器約80dB的動態(tài)范圍。同時該圖像傳感器具有接近2V的輸出擺幅。設計的14bit流水線模數(shù)轉(zhuǎn)換器采用了每級2.5bit精度的冗余架構(gòu)，前期測量結(jié)果顯示有效精度超過了10bit。 本項目所研究的圖像傳感器結(jié)構(gòu)簡單、處理電路與信號處理方案成熟可靠，將能夠比較完美地解決傳統(tǒng)CMOS圖像傳感器動態(tài)范圍較低的缺點，具有重要的科學意義和應用價值。 2100433B

CMOS圖像傳感器應用廣泛，但其動態(tài)范圍較小，不能滿足記錄自然場景的需求。目前提高其動態(tài)范圍的方法存在著犧牲成像速度和質(zhì)量、電路架構(gòu)復雜、提升效果有限等缺點。本項目創(chuàng)新地提出利用像素電荷補償?shù)姆椒▉淼玫匠瑢拕討B(tài)范圍的CMOS圖像傳感器，特色是通過像素中加入一個附加的光電二極管，弱光時反偏，強光時自動轉(zhuǎn)換為正偏，從而實現(xiàn)電荷補償，使得像素輸出電壓在弱光下與光強成線性，強光下變成與光強對數(shù)成正比，達到提高圖像傳感器動態(tài)范圍的目的。該方案受工藝影響小，弱光下響應速度快，信噪比高，強光下信號不飽和，動態(tài)范圍提升明顯。像素結(jié)構(gòu)簡單，無需采用復雜電路及額外時序來判斷入射光的強弱。處理電路及系統(tǒng)方案采用傳統(tǒng)積分式結(jié)構(gòu)，技術(shù)成熟可靠。目標是所研究的圖像傳感器在30fps下動態(tài)范圍將接近或超過160dB。本項目的研究將能夠比較完美地解決CMOS圖像傳感器動態(tài)范圍的問題，具有重要的科學意義和應用價值。

產(chǎn)品類型：模擬攝像機

產(chǎn)品功能：寬動態(tài)

產(chǎn)品外形：球型