
光电集成电路
CMOS
图像传感器固定模式噪声抑制新技术
α
刘 宇 王国裕
(
西安交通大学电子与信息工程学院, 西安,710049
)
2005208201 收稿,2005 210220 收改稿
摘要: 针对有源像素
(
APS
)
CMOS
图像传感器中的固定模式噪声
(
FPN
)
, 设计了一种动态数字双采样的噪声
抑制新技术; 该技术比普通双采样技术具有更佳的抑制效果, 其电路结构简单, 适合于像素尺寸不断缩小的
CMOS
图像传感器发展趋势。通过
MPW
计划, 采用
Chartered
0135
Λm CMOS
工艺制作了测试
ASIC
芯片, 试验结果表明
动态数字双采样技术有效抑制了
FPN
噪声。
关键词: 有源像素; 互补金属氧化物半导体图像传感器; 固定模式噪声; 噪声抑制; 动态数字双采样
中图分类号:
TP
212 文献标识码:
A
文章编号:1000 23819
(
2006
)
032345204
New FPN Suppression Technique of CMOS Image Sensor
LIU Yu
WANG Guoyu
(
School of Electronic and Information Engineering
,
Xi
’
an Jiaotong University
,
Xi
’
an
,710049,
CHN
)
Abstract
:
In the paper
,
a new method to reduce fixed pattern noise
(
FPN
)
of active pixel
(
APS
)
CMOS image sensor
,
which is named dynamic digital double sampling
(
DDDS
)
technique
,
has been developed and approved to be of simpler circuit architecture and better suppression
outcome compared with conventional double sampling technique
.
This simple design is suitable
for the development trend of CMOS image sensor which requires smaller pixel dimension
.
The
test ASIC chip is implemented based on the CMOS process of chartered
0135
Λm by MPW
.
Serial
experiments validate that FPN can be suppressed effectively by dynamic digital double sampling
technique
.
Key words
:
active pixel
;
CMOS image sensor
;
fixed pattern noise
;
noise suppression
;
dynamic digital double sampling
EEACC
:7230
1 引 言
噪声问题一直困扰着
CMOS
图像传感器的发
展
[1,2]
。与
CCD
图像传感器相比,
CMOS
图像传感器
的噪声较大, 造成其在高质量图像领域无法替代
CCD
图像传感器。
CMOS
图像传感器的噪声可归结
为两类, 一类是固定模式噪声
[3]
(
FPN
,
fixed pattern
noise
)
, 另一类是随机噪声
[4]
。
FPN
噪声对图像质量
的影响远大于随机噪声
[5]
。
CMOS
图像传感器通常
采用传统的普通双采样技术来抑制
FPN
噪声
[6]
。该
技术在模拟域中通过列差分放大器和输出差分放大
器的差分作用来消除
FPN
噪声。但是在模拟域中差
分消除
FPN
噪声的两路信号总是要通过一些不同
的输出路径, 因此差分存在一定的误差。此外在像素
间距的限制下, 列差分放大器的设计和放置都较为
第26卷 第3期
2006 年8 月
固体电子学研究与进展
RESEARCH & PROGRESS OF SSE
Vol.26,No .3
Aug.,2006
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Vincent
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