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一个CMOS图像传感器使用Pixel内温度传感器进行黑暗电流补偿.

Accel Abarca1,2, Albert Theuwissen1,3

  • 1EWI Faculty, Electronic Instrumentation Laboratory, Delft University of Technology, Mekelweg 4, 2628 CD Delft, The Netherlands.

Sensors (Basel, Switzerland)
|November 25, 2023
PubMed
概括

这项研究引入了一种新的方法,用于在CMOS图像传感器 (CIS) 中使用像素内温度传感器 (IPTS) 来补偿暗电流. 这种技术有效地减少了在广泛的温度范围内暗信号和非均性.

关键词:
这是一个CMOS图像传感器.黑暗电流补偿 暗流补偿在像素中的温度传感器.

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科学领域:

  • 电子 电子 电子 电子 电子 电子 电子
  • 传感器技术 传感器技术
  • 图像处理 图像处理

背景情况:

  • 在CMOS图像传感器 (CIS) 中的暗流显著降低了图像质量,特别是在不同温度下.
  • 现有的暗电流补偿方法往往缺乏精度或需要复杂的校准.
  • 像素内温度传感器 (IPTS) 为本地化实时补偿提供了一个潜在的解决方案.

研究的目的:

  • 通过使用IPTS在CIS中进行暗电流补偿的新技术.
  • 为了实现4T像素作为图像传感器和温度传感器的双重功能.
  • 通过广泛的温度范围 (-40°C至90°C) 验证拟议方法的有效性.

主要方法:

  • 利用 4T 像素结构实现双重功能,作为图像像素和温度传感器.
  • 基于IPTS测量和校准的黑暗电流温度行为,生成一个人工黑暗参考框架.
  • 从实际图像中减去人工暗框,以减少暗信号.

主要成果:

  • 经过证明的IPTS,平均温度系数 (TC) 为1.15mV/°C,不准确度为±0.55°C.
  • 分析了温度对转换增益,放大器增益和ADC性能的影响.
  • 实现了大约80%的中间暗信号补偿和55%的非均性减少.

结论:

  • 拟议的基于IPTS的暗电流补偿技术对CIS有效.
  • 双功能的4T像素为局部温度传感和补偿提供了一种实用方法.
  • 该方法通过减少在广泛的温度谱中暗信号和不均性,显著提高了图像质量.