Senzor activ de pixeli

De la Wikipedia, enciclopedia liberă.
Salt la navigare Salt la căutare

Un senzor de pixeli activ (în engleză active-pixel sensor, APS) este un senzor de imagine în care fiecare unitate de celulă a pixelilor senzorului are un fotodetector (de obicei o fotodiodă blocată ) și unul sau mai mulți tranzistori activi. [1] [2] Într-un senzor de pixel activ cu semiconductor de oxid de metal (MOS), tranzistoarele cu efect de câmp MOS (MOSFET) sunt utilizate ca amplificatoare . Există mai multe tipuri de APS, inclusiv primul NMOS APS și mult mai comunul APS MOS (CMOS) complementar , cunoscut și sub numele de senzor CMOS , care este utilizat pe scară largă în tehnologiile camerelor digitale , cum ar fi camerele de telefonie mobilă, camerele web , cele mai moderne buzunare camere digitale, majoritatea camerelor reflexe digitale cu un singur obiectiv (DSLR) și camerele fără oglindă interschimbabile (EVIL sau MILC). Senzorii CMOS au apărut ca o alternativă la senzorii de imagine pe bază de dispozitive cuplate la încărcare (CCD), depășindu-i la nivelul pieței la mijlocul anilor 2000.

Senzor de imagine CMOS

Termenul „senzor de pixel activ” este, de asemenea, utilizat pentru a se referi la senzorul de pixel unic în sine, spre deosebire de senzorul de imagine. [3] [4] [5]

Istorie

fundal

În timpul cercetării tehnologiei MOS ( metal-oxid-semiconductor ), Willard Boyle și George Elwood Smith au descoperit că o încărcare electrică poate fi stocată într-un condensator MOS mic: a devenit elementul de bază al dispozitivului cuplat la încărcare (CCD).), pe care l-au inventat în 1969. [6] [7] O problemă a tehnologiei CCD a fost aceea că era nevoie de un transfer de încărcare aproape perfect, care, potrivit lui Eric Fossum, „face ca radiația lor să fie„ moale ”, dificil de utilizat. condiții de lumină scăzută, dificil de produs în matrice mari, dificil de integrat cu electronica on-chip , dificil de utilizat la temperaturi scăzute, dificil de utilizat la rate de cadru ridicate și dificil de produs în materiale non- siliconice care extind răspunsul lungimii de undă " . [1]

La Laboratoarele RCA , un grup de cercetare format din Paul K. Weimer, WS Pike și G. Sadasiv în 1969 a propus un senzor de imagine în stare solidă cu circuite de scanare care utilizează tranzistoare cu film subțire (TFT), cu film fotoconductor folosit pentru fotodetector . [8] [9] În 1981, Richard F. Lyon a demonstrat un aparat de fotografiat MOSFET (NMOS) cu rezoluție redusă „în cea mai mare parte digital” cu amplificare intra-pixel, pentru o aplicație de mouse optic. [10] Un alt tip de tehnologie a senzorului de imagine legat de APS este matricea planului focal în infraroșu (IRFPA), [1] concepută pentru a funcționa la temperaturi criogene în spectrul infraroșu . Dispozitivele sunt două cipuri care sunt asamblate ca un sandwich: un cip conține elemente de detecție realizate din InGaAs sau HgCdTe , în timp ce celălalt cip este de obicei din siliciu și este utilizat pentru citirea fotodetectorilor. Un element cheie al senzorului CMOS modern este fotodioda fixată (PPD). [2] A fost inventat de Nobukazu Teranishi, Hiromitsu Shiraki și Yasuo Ishihara la NEC în 1980 [11] și apoi raportat public de Teranishi și Ishihara cu A. Kohono, E. Oda și K. Arai în 1982, cu adăugarea de o structură anti- înflorire . [12] Fotodioda fixată este o întârziere redusă, un zgomot redus, o eficiență cuantică ridicată și o structură redusă a fotodetectorului cu curent întunecat. Noua structură de fotodetector inventată la NEC a primit denumirea de "fotodiodă fixată" (PPD) de la BC Burkey la Kodak în 1984. În 1987, PPD a început să fie încorporat în majoritatea senzorilor CCD, devenind un dispozitiv fix în camerele video. Electronice de consum și apoi în camerele digitale . De atunci, PPD a fost utilizat în aproape toți senzorii CCD și, prin urmare, în senzorii CMOS.

Senzor pasiv de pixeli

Precursorul APS a fost senzorul de pixel pasiv (PPS), un tip de matrice de fotodiodă (PDA). Un senzor de pixel pasiv constă din pixeli care sunt citiți fără amplificare , fiecare pixel constând dintr-o fotodiodă și un comutator MOSFET . [13] Într-o matrice de fotodiodă, pixelii conțin o joncțiune pn , un condensator integrat și MOSFET-uri ca tranzistor de selecție. O matrice de fotodiodă a fost propusă de G. Weckler în 1968, înainte de CCD. [1] Aceasta a fost baza pentru PPS, [2] care avea elemente de senzor de imagine cu tranzistoare de selecție a pixelilor, propuse de Peter JW Noble în 1968 [8] [14] și de Savvas G. Chamberlain în 1969. [15]

Senzorul de pixel pasiv MOS a folosit doar un simplu comutator în pixel pentru a citi încărcarea integrată a fotodiodei. [16] Pixelii au fost aranjați într-o structură bidimensională, cu un fir de activare de acces partajat de pixelii din același rând și un fir de ieșire comun pe coloană. La sfârșitul fiecărei coloane era un tranzistor. Primele matrice de fotodiodă au fost complexe și impracticabile, necesitând fabricarea tranzistoarelor de selecție în cadrul fiecărui pixel, împreună cu circuite multiplexor on-chip. Zgomotul matricilor de fotodiodă a fost o limitare a performanței, deoarece capacitatea magistralei de citire a fotodiodelor a dus la o creștere a nivelului de zgomot. Eșantionarea dublă corelată (CDS), de asemenea, nu poate fi utilizată cu o matrice de fotodiodă fără memorie externă. În anii 1970 nu a fost posibil să se fabrice senzori de pixeli activi cu o dimensiune practică a pixelilor, datorită tehnologiilor limitate de microlitografie din acea vreme. [1]

Senzor activ de pixeli

Senzorul de pixeli activ este format din pixeli activi, fiecare conținând unul sau mai multe amplificatoare MOSFET care convertesc încărcarea foto-generată într-o tensiune, amplifică tensiunea semnalului și reduce zgomotul. [13] Conceptul de dispozitiv activ cu pixeli a fost propus de Peter Noble în 1968. [14] [17]

Conceptul de pixel activ MOS a fost implementat ca un dispozitiv de modulare a încărcării (CMD) de Olympus în Japonia la mijlocul anilor 1980. Acest lucru a fost posibil datorită progreselor în fabricarea dispozitivelor semiconductoare MOSFET, reducerea dimensiunilor MOSFET-urilor atingând niveluri sub-micronice între anii 1980 și începutul anilor 1990. [1] [18] Primul MOS APS a fost fabricat de echipa lui Tsutomu Nakamura la Olympus în 1985. Termenul de senzor de pixeli activi (APS) a fost inventat de Nakamura în timp ce lucra la senzorul CMD activ de pixeli de la Olympus. [19] Imagistica CMD avea o structură verticală APS, care a crescut factorul de umplere (sau a scăzut dimensiunea pixelilor) prin stocarea încărcării semnalului într-un tranzistor NMOS de ieșire. Alte companii japoneze de semiconductori au urmat în curând cu proprii senzori activi de pixeli la sfârșitul anilor 1980 și începutul anilor 1990. Între 1988 și 1991, Toshiba a dezvoltat senzorul „tranzistor de suprafață plutitoare cu poartă dublă ”, care avea o structură laterală APS, fiecare pixel conținând un fotogat MOS cu canal ascuns și un amplificator de ieșire PMOS . Între 1989 și 1992, Canon a dezvoltat senzorul de imagine stocat în bază (BASIS), care a folosit o structură verticală APS similară cu senzorul Olympus, dar cu tranzistoare bipolare mai degrabă decât MOSFET-uri. [1]

La începutul anilor 1990, companiile americane au început să dezvolte senzori de pixeli activi MOS practici. În 1991, Texas Instruments a dezvoltat senzorul CMD de masă (BCMD), care a fost fabricat la filiala japoneză a companiei și avea o structură verticală APS similară senzorului CMD Olympus, dar era mai complex și folosea PMOS mai degrabă decât tranzistoarele NMOS. [2]

Senzor CMOS

De la sfârșitul anilor '80 până la începutul anilor '90, procesul CMOS a fost bine stabilit ca un proces stabil de fabricare a semiconductorilor bine controlat, precum și procesul de bază pentru aproape toate microprocesoarele și logica. A existat o creștere în utilizarea senzorilor de pixeli pasivi pentru aplicații de imagistică low-end, [20] în timp ce senzorii de pixeli activi au început să fie utilizați pentru aplicații de înaltă performanță cu rezoluție mică, cum ar fi simularea retinei [21] și detectoare de particule de mare energie. Cu toate acestea, CCD-urile au continuat să aibă un zgomot temporal mult mai redus și un zgomot de model fix și, prin urmare, au fost tehnologia dominantă în aplicațiile pentru consumatori, cum ar fi camerele video și camerele de difuzare, unde înlocuiau tuburile camerei.

În 1993, a fost dezvoltat la Jet Propulsion Laboratory (JPL) al primului produs din beton APS al NASA în afara Japoniei, compatibil cu CMOS, a cărui dezvoltare a fost condusă de Eric Fossum. Avea o structură APS laterală similară senzorului Toshiba, dar fabricată cu tranzistoare CMOS în loc de PMOS. [1] A fost primul senzor CMOS cu transfer de încărcare intra-pixel , [2] conectat la un amplificator în pixeli pentru a obține eșantionare dublă corelată (CDS) și funcționare cu zgomot temporal scăzut și cip de reducere a zgomotului model fix.

Fossum a publicat, de asemenea, un articol extins din 1993 care prezicea apariția imaginilor APS ca succesori comerciali ai CCD-urilor. [1] Documentul a oferit spațiu amplu definiției senzorului activ de pixeli (APS). Fossum a clasificat două tipuri de structuri APS, APS laterale și APS verticale. De asemenea, a oferit o imagine de ansamblu asupra istoriei tehnologiei APS, de la primii senzori japonezi APS până la dezvoltarea senzorului CMOS la JPL.

În 1994, Fossum a propus o îmbunătățire a senzorului CMOS: integrarea fotodiodei fixate (PPD). Un senzor CMOS cu tehnologie PPD a fost fabricat pentru prima dată în 1995 de către o echipă comună JPL și Kodak care a inclus Fossum împreună cu PPK Lee, RC Gee, RM Guidash și TH Lee. [2] Între 1993 și 1995, Jet Propulsion Laboratory a dezvoltat o serie de prototipuri de dispozitive, care au validat caracteristicile cheie ale tehnologiei. Deși primitive, aceste dispozitive au demonstrat o calitate bună a imaginii, cu o viteză de citire rapidă și un consum redus de energie.

În 1995, frustrat de ritmul lent de adoptare a tehnologiei, Fossum și soția sa de atunci, dr. Sabrina Kemeny au cofondat Photobit Corporation pentru a promova comercializarea tehnologiei. [17] A continuat să dezvolte și să comercializeze tehnologia APS pentru o serie de aplicații, cum ar fi camere web, camere de mare viteză și de captare a mișcării, radiografie digitală, camere de endoscopie (pilulă), camere reflexe cu un singur obiectiv (DSLR) și telefoane telefoane mobile. Multe alte companii mici din industrie s-au născut la scurt timp datorită accesibilității procesului CMOS și toate au adoptat rapid abordarea senzorului activ de pixeli.

Senzorii CMOS ai Photobit și-au găsit drumul în camerele web realizate de Logitech și Intel , înainte ca Photobit să fie cumpărată de Micron Technology în 2001. Etapele timpurii ale pieței senzorilor CMOS au văzut inițial producători americani precum Micron și Omnivision, ceea ce le-a permis Statelor Unite pentru a câștiga pe scurt o parte din piața globală a senzorilor de imagine din Japonia, înainte ca piața senzorilor CMOS să fie dominată și de Japonia însăși, Coreea de Sud și China. [22] Senzorul CMOS cu tehnologie PPD a fost perfecționat în continuare de RM Guidash în 1997, K. Yonemoto și H. Sumi în 2000 și I. Inoue în 2003. Acest lucru a avut ca rezultat senzorii CMOS obținând performanțe de imagistică similare cu senzorii CCD și ulterior depășiți senzorii CCD. [2]

Din 2000, senzorii CMOS au fost folosiți într-o varietate de aplicații, inclusiv camere cu preț redus, camere pentru PC , fax , multimedia , securitate , supraveghere și telefonie video . [23]

Industria video a trecut la camerele CMOS odată cu apariția videoclipurilor de înaltă definiție (video HD), deoarece numărul mare de pixeli ar necesita un consum de energie semnificativ mai mare cu senzorii CCD, care ar supraîncălzi și descărca bateriile. [22] Sony a comercializat în 2007 senzori CMOS cu un circuit original de conversie A / D pe coloană, pentru performanțe rapide și silențioase, urmat în 2009 de senzorul CMOS retroiluminat (senzor BI), cu sensibilitate dublă față de senzorii de imagine convenționali trece dincolo de ochiul uman. [24]

Senzorii CMOS au continuat să aibă un impact cultural semnificativ, ducând la proliferarea în masă a camerelor digitale și a telefoanelor cu cameră , care au sprijinit creșterea social media și a culturii selfie și au influențat mișcările sociale și politice din întreaga țară. [22] Până în 2007, vânzările de senzori CMOS cu pixeli activi au depășit senzorii CCD, senzorii CMOS reprezentând 54% din piața globală a senzorilor de imagine la momentul respectiv. Începând din 2012, senzorii CMOS și-au mărit cota la 74% din piață. Începând din 2017, senzorii CMOS reprezintă 89% din vânzările globale de senzori de imagine. [25] În ultimii ani, tehnologia senzorului CMOS s-a extins în fotografie de format mediu, iar Faza 1 a fost prima care a lansat un spate digital de format mediu cu un senzor CMOS fabricat de Sony.

În 2012, Sony a introdus senzorul CMOS BI stivuit, [24] în timp ce Fossum a cercetat tehnologia Quanta Image Sensor (QIS). [26] QIS a fost inventat în Dartmouth și a introdus o schimbare majoră în metodologiile de captare a imaginilor într-o cameră. În QIS, obiectivul este de a număra fiecare foton care atinge senzorul de imagine și de a oferi o rezoluție de 1 miliard sau mai multe elemente foto specializate (numite puncte) pe senzor și de a citi planurile bitului de puncte de sute sau mii de ori pe secundă, rezultând terabit. / sec de date. [27]

Boyd Fowler al OmniVision este cunoscut pentru munca sa în dezvoltarea senzorilor de imagine CMOS. Contribuțiile sale includ primul senzor de imagine CMOS cu pixeli digitali din 1994; primul senzor de imagine CMOS liniar științific cu zgomot de citire RMS cu un singur electron în 2003; primul senzor de imagine CMOS cu suprafață științifică multi-megapixeli cu interval dinamic ridicat simultan (86 dB), citire rapidă (100 de cadre / secundă) și zgomot de citire extrem de redus (1.2e-RMS) (sCMOS) în 2010. De asemenea, a brevetat [ 28] primul senzor de imagine CMOS pentru radiografii interorale dentare cu colțuri decupate pentru un confort mai bun al pacientului. [29]

Până la sfârșitul anilor 2010, senzorii CMOS au înlocuit în mare măsură dacă nu complet senzorii CCD, deoarece senzorii CMOS nu pot fi fabricați doar în liniile de producție existente de semiconductori, reducând costurile, dar consumând și mai puțină energie, doar pentru a menționa unele avantaje. (uita-te jos)

Comparație cu CCD-urile

Pixelii APS rezolvă problemele de viteză și scalabilitate ale senzorilor de pixeli pasivi. În general, consumă mai puțină energie decât CCD-urile, au o întârziere mai mică a imaginii și necesită unități de producție mai puțin specializate. Spre deosebire de CCD-uri, senzorii APS pot combina funcția senzorului de imagine și funcțiile de procesare a imaginii în același circuit integrat . Senzorii APS au găsit spațiu pe piață în multe aplicații pentru consumatori, în special în telefoanele cu cameră. Acestea au fost, de asemenea, utilizate în alte domenii, inclusiv radiografia digitală, imagistica militară de mare viteză , camerele de securitate și șoarecii optici . Printre producători se numără, printre altele, Aptina Imaging (spinout independent de la Micron Technology , care a cumpărat Photobit în 2001), Canon , Samsung , STMicroelectronics , Toshiba , OmniVision Technologies, Sony și Foveon . Senzorii APS de tip CMOS sunt, în general, potriviți pentru aplicații în care ambalarea, gestionarea energiei și procesarea pe cip sunt importante. Senzorii de tip CMOS sunt folosiți pe scară largă, de la fotografii digitale de ultimă generație la camere de telefonie mobilă.

Avantajele CMOS față de CCD

Înflorit într-o imagine CCD

Un avantaj important al unui senzor CMOS este, în general, costul de fabricație mai mic în comparație cu un senzor CCD, deoarece elementele de achiziție și detecție a imaginii pot fi combinate pe același IC, necesitând o construcție mai simplă. [30]

Un senzor CMOS are, de obicei, un control mai bun al înfloririi (adică dispersia sarcinii fotografice de la un pixel supraexpus la alți pixeli din apropiere).

În sistemele de camere cu trei senzori care utilizează senzori separați pentru a detecta componentele roșii, verzi și albastre ale imaginii împreună cu prismele de separare a fasciculului, cei trei senzori CMOS pot fi identici, în timp ce majoritatea prismelor separatoare necesită unul dintre senzorii CCD trebuie să fie o imagine oglindă a celorlalte două pentru a citi imaginea într-o ordine compatibilă. Spre deosebire de senzorii CCD, senzorii CMOS au capacitatea de a inversa adresarea elementelor senzorului. Există senzori CMOS cu o viteză a filmului de 4 milioane ISO. [31]

Dezavantaje ale CMOS comparativ cu CCD

Distorsiune cauzată de un oblon rulant

Deoarece un senzor CMOS captează de obicei o linie la un interval de aproximativ 1/60 sau 1/50 dintr-o secundă (în funcție de rata de reîmprospătare), ar putea crea un efect de declanșare rulantă , unde imaginea este distorsionată (înclinată spre stânga sau dreapta, în funcție de direcția camerei sau de mișcarea subiectului). De exemplu, atunci când o mașină este detectată în mișcare cu viteză mare, mașina nu va fi distorsionată, dar fundalul va părea înclinat. Un senzor CCD cu transfer de cadre sau un senzor CMOS „obturator global” nu are această problemă; surprinde întreaga imagine simultan într-o arhivă cadru.

Un avantaj de durată al senzorilor CCD a fost capacitatea lor de a captura imagini cu zgomot mai mic. [32] Cu îmbunătățiri ale tehnologiei CMOS, acest potențial s-a închis în 2020, cu senzori CMOS moderni disponibili capabili să depășească senzorii CCD. [33]

Circuitele active din pixelii CMOS ocupă o suprafață a suprafeței care nu este sensibilă la lumină, reducând eficiența dispozitivului în detectarea fotonilor (senzorii cu iluminare din spate pot atenua această problemă). Cu toate acestea, CCD-ul de transfer de cadre are aproximativ jumătate din zona nesensibilă pentru nodurile de stocare a cadrelor, astfel încât avantajele relative depind de tipurile de senzori care se compară.

Arhitectură

Pixel

Un senzor de pixel activ cu trei tranzistori.

Astăzi, pixelul APS CMOS constă astăzi dintr-un fotodetector ( fotodiodă fixată ), [2] o difuzie plutitoare și așa-numita celulă 4T formată din patru tranzistoare CMOS , inclusiv o poartă de transfer, o poartă de resetare, o poartă de selecție și o sursă- adept citit tranzistor. [34] Fotodioda fixată a fost utilizată inițial în CCD-uri de transfer interline datorită curentului său scăzut de întuneric și a răspunsului albastru bun; atunci când este cuplat cu poarta de transfer, permite transferul complet de încărcare de la fotodioda fixată la difuzia plutitoare (care este conectată în continuare la poarta tranzistorului de citire) eliminând întârzierea. Utilizarea transferului de încărcare intrapixel are ca rezultat un zgomot mai redus, permițând utilizarea eșantionării duble corelate (CDS). Pixelul Noble 3T este încă utilizat în unele cazuri, deoarece cerințele de fabricație sunt mai puțin complexe. Pixel 3T cuprinde aceleași elemente ca pixelul 4T, cu excepția porții de transfer și a fotodiodei. Tranzistorul de resetare, M rst , acționează ca un comutator pentru a reseta difuzia plutitoare pe V RST , care în acest caz este reprezentată ca poarta tranzistorului M sf . Când tranzistorul de resetare este pornit, fotodioda este efectiv conectată la sursa de alimentare, V RST , reducând la zero toate încărcările încorporate. Deoarece tranzistorul de resetare este de tip n, pixelul funcționează în resetare soft. Tranzistorul de citire, M sf , acționează ca un tampon (în mod specific, un sursă de urmărire), un amplificator care vă permite să observați tensiunea pixelilor fără a elimina încărcarea acumulată. Alimentarea sa, V DD , este de obicei conectată la sursa de alimentare a tranzistorului de resetare RS . Tranzistorul de selecție, sel , permite electronicii de citire să citească un singur rând al matricei de pixeli. Există, de asemenea, alte inovații de pixeli, cum ar fi pixeli 5T și 6T. Prin adăugarea mai multor tranzistoare, se pot obține funcții precum obturatorul global, spre deosebire de obturatorul rulant mai comun. Pentru a crește densitatea pixelilor, pot fi utilizate arhitecturi cu rânduri partajate, cu patru căi, cu opt căi și alte. O variantă a pixelului activ 3T este senzorul Foveon X3 inventat de Dick Merrill. În acest dispozitiv, trei fotodiode sunt stivuite una peste alta datorită utilizării tehnicilor de fabricare plană , fiecare fotodiodă având propriul său circuit 3T. Fiecare strat ulterior acționează ca un filtru pentru stratul de bază prin mutarea spectrului luminii absorbite în straturile ulterioare. Prin deconstruirea răspunsului fiecărui detector stratificat, este posibilă reconstituirea semnalelor roșii, verzi și albastre.

Matrice

Un tablou bidimensional tipic de pixeli este organizat în rânduri și coloane. Pixelii dintr-un rând dat împărtășesc liniile de resetare, astfel încât, cu fiecare impuls, un rând întreg este resetat la un moment dat. Liniile de selecție ale fiecărui pixel dintr-un rând sunt, de asemenea, legate între ele. Ieșirile fiecărui pixel dintr-o coloană dată sunt legate între ele. Deoarece este selectat un singur rând odată, nu există competiție pentru linia de ieșire. Circuite suplimentare de amplificare sunt de obicei pe bază de coloană.

Dimensiune

Mărimea senzorului de pixeli este adesea dată în înălțime și lățime, dar și în format optic.

Structuri laterale și verticale

Există două tipuri de structuri ale senzorului activ de pixeli (APS), APS lateral și APS vertical. [1] Eric Fossum definește APS lateral după cum urmează:

„O structură APS laterală este definită ca având o parte a ariei pixelilor utilizată pentru fotodetecție și stocare a semnalului și cealaltă parte pentru tranzistoare active. Avantajul acestei abordări, în comparație cu un APS integrat pe verticală, este că procesul de fabricație este mai simplu și este extrem de compatibil cu procesele aparatelor CMOS și CCD de ultimă generație. "

Fossum definește APS vertical astfel:

"O structură verticală APS mărește factorul de umplere (sau reduce dimensiunea pixelilor) prin stocarea încărcării semnalului sub tranzistorul de ieșire."

Tranzistor cu film subțire

Un senzor de pixel activ / pasiv cu doi tranzistori

Pentru aplicații precum „ imagistica digitală cu raze X de dimensiuni mari, poate fi utilizat în arhitectura APS și tranzistorul cu film subțire (TFT). Cu toate acestea, datorită dimensiunii mai mari și a câștigului de transconductanță mai scăzut al TFT-urilor în comparație cu tranzistoarele CMOS, sunt necesare mai puține TFT-uri pe pixel pentru a menține rezoluția și calitatea imaginii la un nivel acceptabil. O arhitectură APS / PPS cu două tranzistori a arătat o promisiune pentru APS utilizând TFT-uri de siliciu amorf . În arhitectura APS cu doi tranzistori din dreapta, T AMP este utilizat ca amplificator comutat care integrează funcțiile M sf și M sel în APS cu trei tranzistori. Acest lucru are ca rezultat o reducere a numărului de tranzistoare pe pixel, precum și o creștere a câștigului de transconductanță a pixelilor. [35] C pix este capacitatea de stocare a pixelilor și este, de asemenea, utilizată pentru a cupla capacitiv impulsul de adresare „Read” la poarta T AMP pentru comutarea ON-OFF. Aceste circuite de citire a pixelilor funcționează cel mai bine cu detectoarele fotoconductive cu capacitate redusă, cum ar fi seleniul amorf.

Notă

  1. ^ a b c d e f g h i j ( EN ) Eric R. Fossum, Senzori activi de pixeli: sunt dinozaurii CCD? , în SPIE Proceedings Vol. 1900: Dispozitive cuplate la încărcare și senzori optici de stare solidă III , vol. 1900, International Society for Optics and Photonics, 12 iulie 1993, pp. 2-14, Bibcode : 1993SPIE.1900 .... 2F , DOI : 10.1117 / 12.148585 . Adus la 5 octombrie 2020 .
  2. ^ a b c d e f g h ( EN ) Eric R. Fossum și DB Hondongwa, A Review of the Pinned Photodiode for CCD and CMOS Image Sensors , în IEEE Journal of the Electron Devices Society , vol. 2, nr. 3, 2014, pp. 33–43, DOI : 10.1109 / JEDS.2014.2306412 . Adus la 5 octombrie 2020 .
  3. ^ (EN) Alexander G. Dickinson, El-Sayed Eid I. și David A. Inglis, Lucent Technologies , Senzor activ de pixeli și sistem de imagine cu mod diferențial , US5631704A, 20 mai 1997. Adus pe 5 octombrie 2020.
  4. ^ (EN) Horst Zimmermann, Integrated Silicon Optoelectronics, Springer, 2000, ISBN 978-3-540-66662-2 .
  5. ^ (EN) Mark A. Beiley, Lawrence T. Clark și Eric J. Hoffman, Intel Corporation , Celula senzorului având un circuit de saturație moale , US6133563A, 17 octombrie 2000. Adus pe 5 octombrie 2020.
  6. ^ (EN) JB Williams, The Electronics Revolution: Inventing the Future , Springer , 2017, p. 245, ISBN 9783319490885 . Adus la 5 octombrie 2020 .
  7. ^ (EN) Simon Sze Min și Ming-Kwei Lee, condensator MOS și MOSFET , în dispozitive semiconductoare: fizică și tehnologie, John Wiley & Sons , 2012, ISBN 9780470537947 . Adus la 5 octombrie 2020 .
  8. ^ A b (EN) Jun Ohta, Smart CMOS Image Sensors and Applications , CRC Press , 2017, p. 2, ISBN 9781420019155 . Adus la 5 octombrie 2020 .
  9. ^ (EN) Paul K. Weimer, WS Pike și G. Sadasiv, MULTIELEMENT Self-Scaned Mosaic Sensors , în IEEE Spectrum, vol. 6, nr. 3, Mar <sau 1969, pp. 52–65, Bibcode : 1969ITED ... 16..240W , DOI : 10.1109 / MSPEC.1969.5214004 .
  10. ^ (EN) Richard F. Lyon și HT Kung (editor), Mouse-ul optic și o metodologie arhitecturală pentru senzorii digitali inteligenți în CMU Conference on VLSI Structures and Computations , Pittsburgh, Computer Science Press, august 1981, pp. 1-19, DOI : 10.1007 / 978-3-642-68402-9_1 , ISBN 978-3-642-68404-3 . Adus la 5 octombrie 2020 .
  11. ^ ( EN ) US4484210 , United States Patent and Trademark Office , Statele Unite ale Americii.
  12. ^ (EN) Nobuzaku Teranishi, A. Kohono și Yasuo Ishihara, fără structură de fotodiodă de întârziere a imaginii în senzorul de imagine CCD interline , în cadrul Reuniunii Internaționale a Dispozitivelor Electronice din 1982, decembrie 1982, pp. 324-327, DOI : 10.1109 / IEDM.1982.190285 .
  13. ^ a b ( EN ) LJ Kozlowski, J. Luo și WE Kleinhans, Comparația schemelor de pixeli pasivi și activi pentru imaginile vizibile CMOS , în Infrared Readout Electronics IV , vol. 3360, International Society for Optics and Photonics, 14 septembrie 1998, pp. 101–110, Bibcode : 1998 SPIE.3360..101K , DOI : 10.1117 / 12.584474 . Adus la 12 octombrie 2020 .
  14. ^ a b ( EN ) Peter JW Noble, matrici auto-scanate cu detector de imagine din siliciu , în IEEE Transactions on Electron Devices , ED-15, nr. 4, IEEE, aprilie 1968, pp. 202–209, Bibcode : 1968ITED ... 15..202N , DOI : 10.1109 / T-ED.1968.16167 . (Noble a primit apoi un premiu pentru „contribuțiile seminale la primii ani ai senzorilor de imagine” de către International Image sensor Society în 2015)
  15. ^ (EN) Savvas G. Chamberlain, Matrice de detector de fotosensibilitate și scanare a imaginii din siliciu , în IEEE Journal of Solid-State Circuits, SC-4, n. 6, decembrie 1969, pp. 333–342, Bibcode : 1969IJSSC ... 4..333C , DOI : 10.1109 / JSSC.1969.1050032 .
  16. ^ R. Dyck și G. Weckler, tablouri integrate de fotodetectori de siliciu pentru detectarea imaginii , în IEEE Trans. Dispozitive electronice , ED-15, nr. 4, 1968, pp. 196–201, Bibcode : 1968ITED...15..196D , DOI : 10.1109/T-ED.1968.16166 .
  17. ^ a b ( EN ) Eric R. Fossum, Camera-On-A-Chip: Technology Transfer from Saturn to Your Cell Phone , in Technology & Innovation , vol. 15, n. 3, 18 dicembre 2013, pp. 197–209, DOI : 10.3727/194982413X13790020921744 .
  18. ^ ( EN ) Eric R. Fossum, Active Pixel Sensors , 2007.
  19. ^ ( EN ) Kazuya Matsumoto, Tsutomu Nakamura, Atsushi Yusa, Shohei Nagai, A new MOS phototransistor operating in a non-destructive readout mode , in Japanese Journal of Applied Physics , vol. 24, 5A, 1985, p. L323, Bibcode : 1985JaJAP..24L.323M , DOI : 10.1143/JJAP.24.L323 .
  20. ^ ( EN ) D. Renshaw, PB Denyer e G. Wang, ASIC image sensors , in IEEE International Symposium on Circuits and Systems 1990 , 1990.
  21. ^ ( EN ) MA Mahowald e C. Mead, The Silicon Retina , in Scientific American , vol. 264, n. 5, 12 maggio 1989, pp. 76–82, Bibcode : 1991SciAm.264e..76M , DOI : 10.1038/scientificamerican0591-76 , PMID 2052936 .
  22. ^ a b c ( EN ) CMOS Sensors Enable Phone Cameras, HD Video , su NASA Spinoff , 2017.
  23. ^ ( EN ) Harry Veendrick, Deep-Submicron CMOS ICs: From Basics to ASICs ( PDF ), 2ª ed., Kluwer Academic Publishers , 2000, p. 215, ISBN 9044001116 . URL consultato il 12 ottobre 2020 .
  24. ^ a b ( EN ) Imaging and Sensing Technology , su sony-semicon.co.jp . URL consultato il 12 ottobre 2020 .
  25. ^ ( EN ) CMOS Image Sensor Sales Stay on Record-Breaking Pace , in IC Insights , 8 maggio 2018. URL consultato il 6 ottobre 2019 .
  26. ^ ( EN ) ER Fossum, Modeling the Performance of Single-Bit and Multi-Bit Quanta Image Sensors , in IEEE Journal of the Electron Devices Society , vol. 1, n. 9, 1⁰ settembre 2013, pp. 166–174, DOI : 10.1109/JEDS.2013.2284054 .
  27. ^ ( EN ) Advanced image sensors and camera systems , su engineering.dartmouth.edu . URL consultato il 12 ottobre 2020 .
  28. ^ ( EN ) Xinqiao Liu, BAE Systems , CMOS image sensors adapted for dental applications , US7655918B2 , 2 febbraio 2010. URL consultato il 11 ottobre 2020.
  29. ^ ( EN ) Sensors Expo 2019: Who's Who In Sensor Tech , su FierceElectronics , 18 giugno 2019. URL consultato il 12 ottobre 2020 .
  30. ^ ( EN ) Active Pixel Sensor Vs CCD. Who is the clear winner? , su meroli.web.cern.ch . URL consultato il 12 ottobre 2020 .
  31. ^ ( EN ) Canon Science Lab | CMOS Sensors , su global.canon . URL consultato il 12 ottobre 2020 .
  32. ^ ( EN ) CCD and CMOS Sensors , su Tech Briefs , 1º luglio 2014. URL consultato il 12 ottobre 2020 .
  33. ^ ( EN ) The difference between CCD and CMOS image sensing , su Test & Measurement Tips . URL consultato il 12 ottobre 2020 .
  34. ^ ( EN ) Che-I Lin, Cheng-Hsiao Lai e Ya-Chin King, A four transistor CMOS active pixel sensor with high dynamic range operation , in Proceedings of 2004 IEEE Asia-Pacific Conference on Advanced System Integrated Circuits , 5 agosto 2004, pp. 124–127, DOI : 10.1109/APASIC.2004.1349425 , ISBN 0-7803-8637-X .
  35. ^ ( EN ) F. Taghibakhsh e k. S. Karim, Two-Transistor Active Pixel Sensor for High Resolution Large Area Digital X-Ray Imaging , in IEEE International Electron Devices Meeting , 2007, pp. 1011–1014.

Bibliografia

Voci correlate

Altri progetti

Collegamenti esterni

Estratto da " https://it.wikipedia.org/w/index.php?title=Sensore_a_pixel_attivi&oldid=120894859 "