УДК: 621.383

Обеспечение расширенного динамического диапазона матричного фотоприемного устройства с помощью адаптивного времени накопления

Дражников Б.Н., Козлов К.В., Кузнецов П.А., Хамидуллин К.А., Деомидов А.Д.

Полный текст на elibrary.ru

Публикация в Journal of Optical Technology

Ссылка для цитирования:

Дражников Б.Н., Козлов К.В., Кузнецов П.А., Хамидуллин К.А., Деомидов А.Д. Обеспечение расширенного динамического диапазона матричного фотоприемного устройства с помощью адаптивного времени накопления // Оптический журнал. 2016. Т. 83. № 9. С. 60–63.

Drazhnikov B.N., Kozlov K.V., Kuznetsov P.A., Khamidullin K.A., Deomidov A.D. Use of adaptive integration time to improve the dynamic range of a focal plane array [in Russian] // Opticheskii Zhurnal. 2016. V. 83. № 9. P. 60–63.

Ссылка на англоязычную версию:

B. N. Drazhnikov, K. V. Kozlov, P. A. Kuznetsov, K. A. Khamidullin, and A. D. Deomidov, "Use of adaptive integration time to improve the dynamic range of a focal plane array," Journal of Optical Technology. 83(9), 556-558 (2016). https://doi.org/10.1364/JOT.83.000556

Аннотация:

Представлена структурная схема ячейки большой интегральной схемы считывания фотосигналов с адаптивным (в данном случае – зависящем от уровня внешней засветки) временем накопления. Предложено математическое описание процесса регистрации излучения матричным фотодетектором с большой интегральной схемой указанного типа. Показано, что нелинейность передаточной характеристики (вызванная адаптивным временем накопления) матричного фотоприемного устройства позволяет расширить динамический диапазон по входному сигналу до 130–140 дБ. Сделан вывод о том, что матричное фотоприемное устройство с линейно-логарифмической передаточной характеристикой превосходит фотоприемное устройство с логарифмической характеристикой по отношению сигнал/шум (на 10–30% выше при малых значениях входного тока) и не уступает ему по динамическому диапазону. Представлены зависимости динамического диапазона и отношения сигнал/шум от формы передаточной характеристики матричного фотоприемного устройства.

Ключевые слова:

большая интегральная схема, адаптивное время накопления, матричное фотоприемное устройство, динамический диапазон, передаточная характеристика

Коды OCIS: 250.3140

Список источников:

1. Khamsehashari E., Audet Y. Response mode detection of a linear-logarithmic image sensor using a currentmode readout circuit // Sci. J. of Circuits, Systems and Signal Proc. 2013. V. 2. № 1. P. 16–21.
2. Qian X.Y., Yu H., Chen S.S., Low K.S. An adaptive integration time CMOS image sensor with multiple readout channels // IEEE Sensors J. 2013. V. 13. № 12. P. 4931–4939.
3. Vargas-Sierra S., Linan-Cembrano G., Rodrigues-Vazquez A. A 151 dB high dynamic range CMOS image sensor chip architecture with tone mapping compression embedded in-pixel // IEEE Sensors J. 2014. V. 15. № 1. P. 180–195.
4. Ллойд Дж. Системы тепловидения. М.: Мир, 1978. С. 73–114.
5. Филачев А.М., Таубкин И.И., Тришенков М.А. Твердотельная фотоэлектроника. Физические основы. М.: Физматкнига, 2005. C. 307–361.
6. Кузнецов П.А., Хромов С.С. Оптимизация шума накопительной ячейки БИС считывания для ближнего ИК- и УФ-диапазонов // Прикладная физика. 2013. № 4. С. 12–15.