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。

The signal processing circuit of the photoreceptors in the pixels is integrated, and the biological visual information processing system has the advantages of flexibility and high speed. In recent years, the miniaturization and high integration of LSI has been advantageous in terms of processing function, integration in pixels, and miniaturization in terms of power supply voltage, low voltage, light intensity signal, and SN ratio degradation. In addition, as the light-receiving elements become finer, the signal size becomes smaller and the signal amount decreases, resulting in deterioration of the SN ratio. High integration is necessary for LSI miniaturization, and low voltage power supply is important for LSI miniaturization. The signal processing mode of the system is different from that of the system, and the signal processing mode is different from that of the system. A biological nervous system is composed of two parts: one part is composed of pulse Frequency modulation (PFM), the other part is composed of Pulse Frequency Modulation (PFM), and the other part is composed of pulse frequency modulation (PFM), pulse frequency modulation (PFM). The PFM system is designed to be flexible, flexible, and tolerant. In this study, the characteristics of pixel loop are reported in the following ways: the mode of optical signal detection, the mode of frequency modulation, and the mode of optical signal detection. CMOS0.35μm angular aperture with 2μm angular aperture As a result of this test loop evaluation, the characteristics of low voltage operation with power supply voltage of 0.6V and above 50dB 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）。