| 講演名 | 2006-07-28 12bitカラム並列巡回型A/D変換器を集積した3500fps高速度イメージセンサ(イメージセンサのインターフェース回路,アナログ,及び一般) 古田 雅則, 井上 徹, 西川 幸成, 川人 祥二, |
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| 抄録(和) | 12bビットカラム並列巡回型A/D変換器を集積する高感度、高グレースケール512x512高速度CMOSイメージセンサについて述べる。提案する画素回路は、画素内にチャージアンプを用いることで比較的高い電荷-電圧変換ゲインが得られる。また、画素内にS/H回路を有することで高速度イメージセンサに必須となるグローバル電子シャッタ機能を実現する。カラム巡回型A/D変換器に用いる回路は、全作動型の2段巡回型A/D変換の方式とし、さらにA/D変換サイクル速度を加速させることで、高速フレームの撮像においても非常に良好な画像が取得可能である。回路は、A/D変換器の分解能を14ビットとし、そのうちの2bitをディジタルゲイン制御用としている。提案する高速度イメージセンサを0.25umCMOSイメージセンサプロセスを用いて試作を行った結果、本センサは3500fps以上の撮像が可能であり、19.9V/lx sと非常に高い感度が得られた。ダイナミックレンジは60dBである。 |
| 抄録(英) | This paper presents a high-speed, high-sensitivity 512 x 512 CMOS image sensor with column parallel cyclic 12b ADC's and a global electronic shutter. In CMOS implementations of high-speed image sensor, the electronic shutter can be implemented with a sample-and-hold function in each pixel. For correlated double sampling, two sample-and-hold capacitors are used in proposed pixel. The pixel circuit also achieves a relatively large charge-to-voltage conversion gain with in-pixel charge amplifier. A amplifier shared two-stage cyclic ADC with a built-in noise canceller is developed. For acceleration of conversion speed, the clock speed is increased and the size of sampling capacitor is reduced. The fully differential cyclic ADC achieves the highest resolution of 12b in the 3500 frames/s CMOS image sensor. A digital gain control function using 14b temporal digital code is also set in the column parallel ADC. The fabricated chip in 0.25um CMOS image sensor technology achieves the full frame rate in excess of 3500frames/s. The in-pixel charge amplifier achieves the optical sensitivity of 19.9V/lx s. The signal full scale at the pixel output is 1.8V at 3.3V supply and the noise level is measured to be 1.8mVrms. Therefore, the signal dynamic range is 60dB. |
| キーワード(和) | 高速度イメージセンサ / 巡回型A/D変換器 / カラム並列 / 高感度 / 12bit ADC |
| キーワード(英) | high-speed image sensor / cyclic A/D converter / column-parallel / high-sensitivity / 12b ADC |
| 資料番号 | ICD2006-74 |
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| 研究会情報 | |
| 研究会 | ICD |
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| 開催期間 | 2006/7/20(から1日開催) |
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| テーマ（和） | |
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| 委員長氏名（和） | |
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| 幹事補佐氏名（和） | |
| 幹事補佐氏名（英） | |
| 講演論文情報詳細 | |
| 申込み研究会 | Integrated Circuits and Devices (ICD) |
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| 本文の言語 | JPN |
| タイトル（和） | 12bitカラム並列巡回型A/D変換器を集積した3500fps高速度イメージセンサ(イメージセンサのインターフェース回路,アナログ,及び一般) |
| サブタイトル（和） | |
| タイトル（英） | A 3500fps High-speed CMOS Image Sensor with 12b Column-Parallel Cyclic A/D Converter |
| サブタイトル（和） | |
| キーワード(1)（和/英） | 高速度イメージセンサ / high-speed image sensor |
| キーワード(2)（和/英） | 巡回型A/D変換器 / cyclic A/D converter |
| キーワード(3)（和/英） | カラム並列 / column-parallel |
| キーワード(4)（和/英） | 高感度 / high-sensitivity |
| キーワード(5)（和/英） | 12bit ADC / 12b ADC |
| 第 1 著者 氏名（和/英） | 古田 雅則 / Masanori FURUTA |
| 第 1 著者 所属（和/英） | 静岡大学 電子工学研究所 The Research Institute of Electronics, Shizuoka University |
| 第 2 著者 氏名（和/英） | 井上 徹 / Toru INOUE |
| 第 2 著者 所属（和/英） | 株式会社フォトロン Chiyodafujimi BLDG. |
| 第 3 著者 氏名（和/英） | 西川 幸成 / YUKINARI Nishikawa |
| 第 3 著者 所属（和/英） | 静岡大学 電子工学研究所 The Research Institute of Electronics, Shizuoka University |
| 第 4 著者 氏名（和/英） | 川人 祥二 / Shoji KAWAHITO |
| 第 4 著者 所属（和/英） | 静岡大学 電子工学研究所 The Research Institute of Electronics, Shizuoka University |
| 発表年月日 | 2006-07-28 |
| 資料番号 | ICD2006-74 |
| 巻番号（vol） | vol.106 |
| 号番号（no） | 189 |
| ページ範囲 | pp.- |
| ページ数 | 5 |
| 発行日 | |