← 返回 JSSC 论文列表JSSC 2021第3期Data Converters0.11µm
A 368 184 Optical Under-Display Fingerprint Sensor Comprising Hybrid Arrays of
提出一种368×184光学屏下指纹传感器，采用0.11µm CIS技术，具有快速响应和低功耗特点。
95 ke-, 800 ke-/lux-s, 340 µV/e-, 15 mW, 3.3-V, 110 dB
光学指纹传感器屏下指纹混合像素阵列低功耗高动态范围
▸创新点1：混合全局和滚动快门像素阵列（方法创新）。通过结合全局快门和滚动快门的优势，实现了高速响应和低功耗的平衡，特别适用于光学屏下指纹识别场景。全局快门确保所有像素同时曝光，减少运动模糊，而滚动快门则优化了读取效率，整体提升了传感器的动态范围（110 dB）和灵敏度（800 ke-/lux-s）。
▸创新点2：共享像素级ADC（电路创新）。在32像素子阵列中嵌入共享ADC，显著降低了模数转换的功耗和面积开销。通过直接耦合斜坡信号到浮动扩散电容，优化了满阱容量（95 ke-）和转换增益（340 µV/e-）的折衷，实现了15 mW的低功耗表现（3.3V供电）。
▸创新点3：内置双组存储器（系统架构创新）。集成184 × 92字节的存储器阵列，省去了外部存储需求，降低了系统成本和复杂度。这一设计支持八段自动曝光和黑电平校正的对比度增强方案，同时为像素合并（binning）处理提供实时数据缓存，提升分辨率灵活性（1154 dpi原生/572 dpi合并后）。
▸创新点4：动态范围与灵敏度协同优化（算法-硬件协同创新）。采用像素合并技术增强灵敏度，结合分段自动曝光算法，在9.74 mm × 4.6 mm芯片尺寸内实现71.4%的有效传感面积占比，兼顾高分辨率（1154 dpi）与低噪声性能。
Abstract
This study proposes a 368 × 184 optical under-
display fingerprint sensor designed and prototyped using the
0.11-µm CIS technology. The prototype sensor includes a hybrid
array of global and rolling shutter pixels and a shared pixel-level
analog-to-digital converter (ADC) embedded in a 32-pixel sub-
array configuration. It features a fast response time and low
power consumption. By directly coupling the ramp signal to
a floating diffusion capacitor with shared pixels, the best
compromise between fu