パルス周波数変調法を用いたビジョンチップの研究

脉冲频率调制方式视觉芯片的研究

• 批准号: 12044210
• 负责人: 太田 淳
• 金额: $ 1.79万
• 依托单位: Nara Institute of Science and Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
• 财政年份: 2000
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2000 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-12044210/
• 关键词: ビジョンチップ; CMOSイメージセンサ; パルス周波数変調; 低電圧化; アナログデジタル融合

ビジョンチップは画素内に受光素子と信号処理回路を集積化することで,生体視覚情報処理系の有する柔軟かつ高速な画像処理を実現しようとするものである。近年のLSIの微細化・高集積化の流れは,処理機能を画素内に集積化しているビジョンチップにとって有利である一方,微細化にともなう電源電圧の低電圧化は光強度信号のセンシングの観点からSN比の劣化につながり不利な条件となると予想される。また受光素子であるフォトダイオードは微細化によりサイズが縮小していくと信号量が減少しSN比の劣化を生じる。従って,高集積化が必要とされるビジョンチップにとってLSI微細化のトレンドを有効に活用するためには,電源の低電圧化とフォトダイオードサイズ微細化に対応できる受光方式が重要となってくる。ビジョンチップはその信号処理形態の観点から,アナログ方式とデジタル方式に大別される。一方生体神経系ではパルス頻度信号(パルス周波数変調;Pulse Frequency Modulation,PFM)により情報が表現されており,このパルス信号により一種のアナログ・デジタル融合が実現されており,信号伝達におけるノイズ耐性を高めていると同時に,パルス間のシンクロナイゼーション機能により高次の処理を可能としている。このようなPFMをビジョンチップに導入することで,従来にない柔軟で知的な処理機能を高いノイズ耐性の下で実現が可能になると期待される。本研究ではアナログ・デジタル融合方式であるパルス周波数変調方式を光信号検出手段として用いたビジョンチップ画素回路特性について報告する。CMOS0.35μmルールにより1μm角開口を有する2μm角サイズのフォトダイオードとパルス周波数変調回路を集積化した画素回路を試作した。本試作回路を評価した結果,電源電圧0.6Vの低電圧動作でダイナミックレンジ50dB以上の特性を確認した。

Integration of light-receiving elements and signal processing circuits in pixels, biological vision The information processing department has a soft, high-speed image processing system and a high-speed image processing system. In recent years, the LSI has been miniaturized and highly integrated, and the processing performance has been integrated into the pixel, which is advantageous and micro-scale. Chemical power supply voltage low voltage chemical light intensity signal light intensity signal The point is that the SN ratio is deteriorated and the unfavorable conditions are met. The light-receiving element is made smaller and the signal volume is reduced. The SN ratio is degraded and the signal is degraded.従って, High integration is necessary, and LSI miniaturization is effective and effective.めには, the low voltage of the power supply and the miniaturization of the power supply are also important in the way of receiving light.ビジョンチップはその Signal processing form の観Point から, アナログ Way とデジタル Way に大比される. Pulse Frequency Modulation, PFM) によりinformation がexpression されており, このパルスsignal によりkind of のアナログ・デジタルfusion が実appear されており, signal 伝达におけるノイズpatienceを高めているとsimultaneouslyに,パルス间The function of the のシンクロナイゼーションによりhigh-speed processing is possible.このようなPFMをビジョンチップに Import することで,従来にないsoftでIt is known that the processing function is high and the patience is low, and the possibility is realized and the expectation is expected. This research uses the fusion method of ではアナログ・デジタル and the frequency modulation method of であるパルスThe signal output method is reported using the pixel circuit characteristics of the pixel circuit. CMOS0.35μm ルールにより1μm corner opening を有する2μm corner サイズのフォトダイオードとパルスCycle number adjustment loop をintegration pixel loop をtrial production した. As a result of the evaluation of this trial circuit, the low voltage operation of the power supply voltage of 0.6V and the characteristics of the power supply voltage of 50dB or above were confirmed.

项目成果

J.Ohta,H.Sakata,T.Tokuda,and M.Nunoshita: "Low-voltage operation of a CMOS image sensor based on a pulse frequency modulation"Proc.SPIE. 4306(印刷中). (2000)

J. Ohta、H. Sakata、T. Tokuda 和 M. Nunoshita：“基于脉冲频率调制的 CMOS 图像传感器的低电压操作”Proc.SPIE 4306（印刷中）。

太田淳,阪田裕彦,平井隆夫,徳田崇,布下正宏: "パルス周波数変調方式ビジョンチップ低電圧駆動"電子情報通信学会技術報告. ICD2000-91. 51-56 (2000)

Jun Ota、Hirohiko Sakata、Takao Hirai、Takashi Tokuda、Masahiro Nunoshita：“脉冲频率调制视觉芯片低压驱动”IEICE 技术报告51-56（2000）。