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JSSC 2008第12期Data Converters0.11微米CMOS Image Sensor

A Multi-Aperture Image Sensor With 07 22m Pixels in 011 22m CMOS Technology

首款集成多孔径图像传感器,采用0.11微米CMOS工艺,具有高动态范围和低噪声特性。
0.15 V/lux-s responsivity, 3500 e-well capacity, 5 e- read noise, 33 e-/s dark signal, 57 dB dynamic range, 35 dB peak SNR
多孔径图像传感器CMOS图像传感器电荷耦合器件动态范围低噪声
创新点1:多孔径图像传感器设计(系统创新) - 该论文首次提出了一种集成多孔径图像传感器,采用166×76阵列的16×16像素子阵列,每个子阵列具有独立的局部读出电路。这种设计通过多个孔径捕捉重叠的场景视图,可实现高分辨率2D图像和深度图的后处理,显著提升了图像采集的灵活性和功能性。
创新点2:局部读出电路(电路创新) - 每个子阵列配备独立的局部读出电路,支持全局快照图像采集和相关双采样(CDS),最高可达15帧/秒的采集速度。这种设计降低了读出噪声(5 e- read noise),提高了信噪比(峰值SNR达35 dB),同时实现了33 e-/s的低暗电流信号。
创新点3:每列10位ADC集成(电路创新) - 传感器集成了每列10位模数转换器(ADC),显著提高了信号处理的精度和效率。这一设计支持高达57 dB的动态范围,并优化了传感器的整体功耗和面积效率,特别适用于高分辨率图像采集。
创新点4:无目标光学近距成像(应用创新) - 多孔径架构结合局部光学系统,无需传统物镜即可实现对近距离物体的成像。这一创新不仅简化了光学系统设计,还通过孔径级彩色滤光片阵列实现了近乎完整的颜色分离,提升了成像质量和应用场景的多样性。
Abstract
amal , Fellow, IEEE, and H.-S. Philip Wong , Fellow, IEEE Abstract—The first integrated multi-aperture image sensor is reported. It comprises a 166 76 array of 16 16, 0.7 m pixel, FT-CCD subarrays with local readout circuit, per-column 10-bit ADCs, and control circuits. The image sensor is fabri- cated in a 0.11 m CMOS process modified for buried channel charge transfer. Global snap shot image acquisition with CDS is performed at up to 15 fps with 0.15 V/lux-s responsivity, 3500 e- well capacit