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JSSC 2008第7期Image Sensors0.18μm 2P3M CMOSCMOS Image Sensor

A Wide DR and Linear Response CMOS Image Sensor With Three Photocurrent Integrat

一种具有宽动态范围和线性响应的CMOS图像传感器,采用三种光电流积分技术。
100 dB动态范围,180 dB入射光动态范围,1/3英寸图像传感器
CMOS图像传感器宽动态范围线性响应光电流积分高信噪比
创新点1:采用三种光电流积分技术(像素内光电二极管积分、横向溢出积分和列电容器积分),通过多模式协同工作实现从低光到强光的无缝线性响应,单次曝光动态范围达100 dB,突破了传统传感器分段响应的非线性限制。
创新点2:创新性引入像素横向溢出电容器结构,在低光条件下通过电荷溢出控制扩展动态范围,同时结合列电容器在强光下直接积分光电流,形成互补工作机制,使整体动态范围提升至180 dB以上。
创新点3:提出列电容器直接积分技术,在极强光照条件下绕过传统像素级积分路径,将光电流直接注入列级电容器进行模数转换,显著降低饱和失真,实现高信噪比(S/N)的线性响应。
创新点4:通过0.18μm CMOS工艺集成三种积分路径(光电二极管/横向溢出/列电容器),在单芯片上实现多模式自适应切换,兼顾低噪声(1.4 lux以下灵敏度)与超高动态范围(2.4×10^5 lux饱和照度),为工业检测和车载应用提供硬件级解决方案。
Abstract
and Column Capacitors Noriko Ide, Woonghee Lee, Nana Akahane, and Shigetoshi Sugawa , Member , IEEE Abstract—A 1/3-inch, /56/48/48/72 /54/48/48/86 /112/105/120/101/108/115, 5.6 5.6 m/50 color CMOS image sensor with three photocurrent integrations in pixel photodiodes, pixel lateral overflow capacitors and column capacitors fabricated in a 0.18 m 2P3M CMOS technology has been reported. The image sensor operates using photodiode inte- grations and lateral overflow integrations in low light condi