Tilbake til søkeresultatene

NAERINGSPH-Nærings-phd

Novel pixel and circuit solutions for low-power CMOS image sensors

Alternativ tittel: Nye piksel- og kretsløsninger for CMOS-bildesensorer med lav effekt

Tildelt: kr 1,9 mill.

CMOS-bildesensorbrikker, som brukes i digitale kameraer, er svært effektive når det gjelder lys-til-analog signalkonvertering. Imidlertid er on-chip analoge og digitale signalbehandlingskretser, som brukes til å lese ut, digitalisere og behandle bildet, mindre strømeffektive. Fokuset i dette prosjektet er å implementere nye kretsløsninger for å forbedre energieffektiviteten. Hensikten er å muliggjøre fremtidige kamerasensorer med høyere oppløsning, med mer avanserte bildebehandlingsfunksjoner, uten å øke det totale strømforbruket. CMOS-bildesensorindustrien står overfor en enorm strømforbruksutfordring ettersom bildesensoroppløsningen (antall megapiksler på brikken) fortsetter å øke mens utgangsvideohastigheten (antall bilder per sekund) forblir uendret på vanligvis 30-60Hz. Med flere piksler per bilde og konstant bildefrekvens øker pikselutgangsfrekvensen, og sensorbrikken må fungere raskere for å støtte den økte pikselutgangshastigheten. Typisk strømforbruk i kommersiell CMOS-bildesensor som brukes i mobiltelefonkameraer, bærbare datamaskiner, overvåkingskameraer, etc., er rundt 300-500mW. Hvis strømmen blir mye høyere, har sensorbrikken en tendens til å varme opp på grunn av sitt eget strømforbruk. Etter hvert som pikslene blir varmere, genererer de mer støy på grunn av ladelekkasje (også kjent som mørkestrøm) noe som reduserer bildekvaliteten. Prosjektet tar sikte på å modellere hvor lavt strømforbruket kan være, tatt hensyn til bildekvaliteten. Et sett av alle de foreslåtte kretsløsningene vil bli designet inn i en bildesensor. Denne testbrikke-bildesensoren vil bli sendt til produksjon, og deretter brukt i evalueringen av de foreslåtte kretsløsningene (test og karakterisering).

The CMOS image sensor industry is facing a huge power consumption challenge as the image sensor resolution (i.e. number of mega-pixels on the chip) keeps increasing whilst the output video speed (i.e. number of output image frames per second) remains unchanged at typically 30-60Hz. With more pixels per frame, and constant frame rate, the pixel output frequency increases, and the CMOS image sensor chip circuitry must operate faster to support the increased pixel output rate. Typical power consumption in commercial CMOS image sensor used in mobile phone cameras, laptop computers, surveillance cameras, etc, is around 300-500mW. If the power becomes much higher, the sensor chip tends to heat up due to its own power consumption. As the pixels get warmer they generate more noise due to charge leakage (a.k.a. dark current) which reduces the image quality. Hence, novel circuit solutions are needed to enable higher resolution and more advanced image processing functions without increasing power consumption.

Budsjettformål:

NAERINGSPH-Nærings-phd