一种具有失调抑制技术的全局快门帧差型传感器  

A Global Shutter Frame Difference Sensor with Offset Suppression Technique

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作  者:杨政绪 徐江涛 高志远 YANG Zhengxu;XU Jiangtao;GAO Zhiyuan(School of Microelectronics,Tianjin University,Tianjin 300072,China;Tianjin Key Laboratory of Imaging and Sensing Microelectronic Technology,Tianjin 300072,China)

机构地区:[1]天津大学微电子学院,天津300072 [2]天津市成像与感知微电子技术重点实验室,天津300072

出  处:《传感技术学报》2023年第3期337-347,共11页Chinese Journal of Sensors and Actuators

基  金:国家自然基金重点项目(62134004)。

摘  要:提出了一种低固定模式噪声全局快门帧差型传感器的电路实现方法。帧差型传感器根据连续两帧之间的光强变化方向进行编码,每个像素只输出两位的事件信息。全局快门方案通过交替使用像素内的两个电容器实现。失调抑制技术结合了差分采样方案与基于电容存储的比较器失调抑制方案。传感器采用0.11μm CMOS技术进行设计,像素尺寸为7μm,阵列大小为640×480。仿真结果显示:提出的方法将列并行事件编码电路的失调从7.37 mV抑制到264μV;传感器的固定模式噪声从0.75%降低到0.096%;传感器以120帧/s的速度运行时,功耗为0.441 nJ/pixel×frame。仿真结果表明,该传感器可以以低固定模式噪声输出时间域差分图像。A low fixed pattern noise(FPN)circuit implementation method for a global shutter frame difference sensor(FDS)is presented.The FDS encodes the corresponding event information according to the light intensity changes of two consecutive frames and outputs only 2-bit data for each pixel.The global shutter scheme is achieved by alternating two capacitors inside the pixel.The offset suppression technique combines the differential delta sampling scheme for differentiator with the offset suppression scheme based on capacitor storage for comparators.The proposed 640×480 FDS is designed through a 0.11μm CMOS technology with a 7μm pixel pitch.According to the sim-ulation results,the offset of the proposed column-parallel event coding circuit is suppressed from 7.37 mV to 264μV.The FPN of the sensor is reduced from 0.75%to 0.096%.The sensor operates at 120 frame/s with the power consumption of 0.441 nJ/pixel×frame.The results show that the sensor can compute temporal-difference images with low FPN.

关 键 词:帧差型传感器 全局快门 固定模式噪声 失调抑制 成像质量 CMOS图像传感器 

分 类 号:TP212.6[自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置] TN4[自动化与计算机技术—控制科学与工程]

 

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