← 返回 JSSC 论文列表JSSC 2021第11期Image SensorsCMOS Image Sensor
A 124-dB Dynamic-Range SPAD Photon-Counting Image Sensor Using Subframe Sampling
本文介绍了一种动态范围达124 dB的SPAD光子计数图像传感器，采用子帧采样技术实现无噪声读出和运动伪影抑制。
160 × 264 SPAD阵列，12.24 µm像素间距，9位计数器
光子计数SPAD动态范围子帧采样图像传感器
▸创新点1：子帧采样和外推架构（系统创新）。该技术通过减少计数器位数至9位，显著降低了功耗，并在高光强下实现了10^6入射光子的高效处理，提升了动态范围和图像质量。
▸创新点2：无噪声读出和运动伪影抑制（电路创新）。采用全局快门技术，确保了图像捕获过程中无噪声干扰，同时有效抑制了运动伪影，提高了图像的清晰度和准确性。
▸创新点3：动态范围达124 dB（性能创新）。通过优化设计和子帧采样技术，该传感器实现了124 dB的超高动态范围，适用于各种光照条件下的高质量图像采集。
▸创新点4：12.24 µm间距堆叠像素设计（结构创新）。这种设计不仅提高了像素密度，还增强了传感器的灵敏度和分辨率，使其在低光环境下仍能保持优异的性能。
Abstract
This article presents a 250-ft/s photon-counting
image sensor with a dynamic range (DR) of 124 dB. A prototype
of a 160 × 264 single-photon avalanche diode (SPAD)-based
photon-counting image sensor with 12.24 µm pitch stacked pixels
successfully realized global-shutter image capture with noiseless
readout, motion artifact suppression, and no signal-to-noise-ratio
(SNR) dip over the DR. This result can be achieved by a
subframe sampling and extrapolating architecture by decreasing
the number of c