互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(Complementary Metal Oxide Semiconductor,CMOS)圖像傳感器因具有結(jié)構(gòu)簡單、可集成度高、價格低廉、讀出電路快等優(yōu)點(diǎn),逐漸成為圖像傳感器發(fā)展的主流方向。隨著軍事、醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域?qū)Ω咚倌繕?biāo)追蹤的需求,基于CMOS的高速圖像傳感器理論逐步建立起來�；趥鹘y(tǒng)有源像素(Active Pixel Sensor,APS)結(jié)構(gòu)的高速圖像傳感器幀頻較高,數(shù)據(jù)量和功耗較大,這嚴(yán)重制約著高速CMOS圖像傳感器的進(jìn)一步發(fā)展。借鑒于數(shù)字型圖像傳感器(Digital Pixel Sensor,DPS)將光信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字碼間間隔的數(shù)據(jù)壓縮方式,本文設(shè)計(jì)了一種脈沖陣列式圖像傳感器。該圖像傳感器可實(shí)現(xiàn)在相同數(shù)據(jù)帶寬條件下,壓縮數(shù)據(jù)量,從而使幀頻得到有效提升。本文設(shè)計(jì)了一種將脈沖間隔表示與傳統(tǒng)高速掃時序相結(jié)合的像素結(jié)構(gòu)。通過將光強(qiáng)轉(zhuǎn)換為數(shù)字脈沖間隔,圖像傳感器需要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量得到了壓縮。同時,搭配高速掃描時序即可實(shí)現(xiàn)對采集的高速運(yùn)動物體信息進(jìn)行及時的輸出�；谠撓袼丶軜�(gòu)及芯片整體設(shè)計(jì)方案,本文完成了像素模塊、偏置電路模塊和列驅(qū)動模塊的電路設(shè)計(jì)和仿真驗(yàn)證,并繪制最終...

【文章頁數(shù)】：73 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 圖像傳感器概述
        1.1.1 圖像傳感器的分類
        1.1.2 CMOS圖像傳感器的發(fā)展歷史
        1.1.3 高速 CMOS 圖像傳感器的技術(shù)
    1.2 國內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r
        1.2.1 高速圖像傳感器的發(fā)展?fàn)顩r
        1.2.2 仿生高速視覺圖像傳感器的發(fā)展
    1.3 選題的意義及論文研究內(nèi)容安排
        1.3.1 選題的意義
        1.3.2 研究的內(nèi)容及安排
第2章 脈沖陣列式圖像傳感器工作原理
    2.1 DPS CMOS圖像傳感器的工作原理
        2.1.1 PWM CMOS像素工作原理
        2.1.2 PFM CMOS像素工作原理
    2.2 脈沖陣列式像素工作方式
    2.3 脈沖陣列式圖像傳感器架構(gòu)
    2.4 本章小結(jié)
第3章 脈沖陣列式圖像傳感器模塊設(shè)計(jì)
    3.1 像素單元設(shè)計(jì)
        3.1.1 像素結(jié)構(gòu)
        3.1.2 像素內(nèi)比較器設(shè)計(jì)
        3.1.3 像素單元指標(biāo)
    3.2 偏置產(chǎn)生電路設(shè)計(jì)
        3.2.1 帶隙基準(zhǔn)設(shè)計(jì)
        3.2.2 參考電壓產(chǎn)生電路設(shè)計(jì)
    3.3 可編程列驅(qū)動電流結(jié)構(gòu)及列同步處理電路
    3.4 傳感器噪聲分析及抑制方法
        3.4.1 空間噪聲來源
        3.4.2 時間噪聲來源
        3.4.3 非一致性抑制方法
    3.5 本章小結(jié)
第4章 脈沖陣列式圖像傳感器樣片的測試
    4.1 全芯片版圖結(jié)構(gòu)及樣片封裝圖
    4.2 像素部分的測試
        4.2.1 光電響應(yīng)測試
        4.2.2 信噪比測試
        4.2.3 動態(tài)范圍測試
    4.3 偏置產(chǎn)生電路的測試
    4.4 傳感器成像效果測試
    4.5 非一致性抑制算法測試
        4.5.1 抑制算法在脈沖頻率還原圖像時的效果
        4.5.2 抑制算法在脈沖間隔還原圖像時的效果
    4.6 本章小結(jié)
第5章 總結(jié)與展望
    5.1 工作總結(jié)
    5.2 工作展望
參考文獻(xiàn)
發(fā)表論文和參加科研情況說明
致謝



本文編號：3802723