A 160$\times$120-Pixels Range Camera With In-Pixel Correlated Double Sampling and Fixed-Pattern Noise Correction

Perenzoni, Matteo; Massari, Nicola; Stoppa, David; Pancheri, Lucio; Malfatti, M.; Gonzo, L.

doi:10.1109/jssc.2011.2144130

Cited by 50 publications

(29 citation statements)

References 15 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Order By: Relevance

“…1.12(a) constituted by an FPA of analog APS cells, addressed through peripheral row/column digital scanners and biased by means of a global reference generator. S/H memory elements can be taken outside the FPA, and shared by columns [48][49][50] to reduce pixel pitch. In this context, imager noise includes contributions from the CMOS circuitry itself.…”

Section: Fpa Architecturesmentioning

confidence: 99%

Low-Power CMOS Digital Pixel Imagers for High-Speed Uncooled PbSe IR Applications

Margarit¹

2017

Springer Theses

View full text Add to dashboard Cite

Certifiquen ResumLa present tesi doctoral descriu la recerca i el desenvolupament d'una nova tecnologia monolítica d'imatgeria infraroja de longitud d'ona mitja (MWIR), no refrigerada i de baix cost, per a usos industrials d'alta velocitat. El treball pren el relleu dels últims avenços assolits pel soci industrial NIT S.L. en el camp dels detectors MWIR de PbSe depositats en fase vapor (VPD), afegint-hi coneixement fonamental en la investigació de noves tècniques de disseny de circuits VLSI analògics i mixtes pel desenvolupament del dispositiu integrat de lectura unit al detector pixelat.Es parteix de la hipòtesi que, mitjançant l'ús de les esmentades tècniques de disseny, les tecnologies CMOS estàndard satisfan tots els requeriments operacionals del detector VPD PbSe respecte a connectivitat, fiabilitat, funcionalitat i escalabilitat per integrar de forma econòmica el dispositiu. La càmera PbSe-CMOS resultant ha de consumir molt baixa potència, operar a freqüències de kHz, exhibir bona uniformitat, i encabir els píxels actius CMOS de lectura en el pitch compacte del pla focal de la imatge, tot atenent a les particulars característiques del detector: altes relacions de corrent d'obscuritat a senyal, elevats valors de capacitat paràsita a l'entrada i dispersions importants en el procés de fabricació.Amb la finalitat de complir amb els requisits previs, es proposen arquitectures de sensors de visió de molt baix acoblament interpíxel basades en l'ús d'una matriu de pla focal (FPA) de píxels actius exclusivament digitals. Cada píxel sensor digital (DPS) està equipat amb mòduls de comunicació d'alta velocitat, autopolarització, cancel·lació de l'offset, conversió analògica-digital (ADC) i correcció del soroll de patró fixe (FPN). El consum en cada cel·la es minimitza fent un ús exhaustiu del MOSFET operant en subllindar.L'objectiu últim és potenciar la integració de les tecnologies de sensat d'imatge infraroja (IR) basades en PbSe per expandir-ne el seu ús, no només a diferents escenaris, sinó també en diferents estadis de maduresa de la integració PbSe-CMOS. En aquest sentit, es proposa investigar un conjunt complet de blocs funcionals distribuïts en dos enfocs paral·lels: viii• Dispositius d'imatgeria MWIR "Smart" basats en frames utilitzant noves topologies de circuit DPS amb correcció de l'FPN en guany i offset. Aquesta línia de recerca exprimeix el pitch del detector per oferir una programabilitat completament digital a nivell de píxel i plena funcionalitat amb compensació de la capacitat paràsita d'entrada i memòria interna de fotograma.• Dispositius de visió MWIR "Compact"-pitch "frame-free" en base a un novedós esquema d'integració analògica en el DPS i diferenciació temporal configurable, combinats amb protocols de comunicació asíncrons dins del pla focal. Aquesta estratègia es concep per permetre una alta compactació del pitch i un increment de la velocitat de lectura, mitjançant la supressió del filtrat digital intern i l'assignació dinàmica de l'ample de banda a cada píxel de l'FPA. Aquest treball ha cond...

show abstract

Section: Fpa Architecturesmentioning

confidence: 99%

Low-Power CMOS Digital Pixel Imagers for High-Speed Uncooled PbSe IR Applications

Margarit¹

2017

Springer Theses

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…The techniques used to implement I-TOF cameras differ from the light modulation point of view, with continuous wave (CW) modulation or pulsed light, but also from the device implementation, from a conventional photodiode with complex processing electronics [2,3], to CCD-like photodiode for electrical demodulation [4], photogate structures on CMOS field-oxide [5], ohmic junctions for minority carriers demixing [6], single-photon avalanche diodes in integrating (counting) operation [7] and buried channel photodemodulator [8].…”

Section: Open Accessmentioning

confidence: 99%

“…As described in [2], the expression for the received power on the pixel P pix can be obtained, assuming the object is a lambertian diffuser at a distance z:…”

Section: I-tof Measurement and Power Budgetmentioning

confidence: 99%

“…Some measurements to evaluate the introduced figures of merit have been done using sensors developed in FBK, namely [2] and [13], based on pulsed and modulated techniques, respectively.…”

Section: Experimental Evaluationmentioning

confidence: 99%

“…Figure 5. Measured noise equivalent distance (NED) and correlated power responsivity (PR corr ) for sensors [2] and [13].…”

Section: Comparison Of Sensorsmentioning

confidence: 99%

See 2 more Smart Citations

Figures of Merit for Indirect Time-of-Flight 3D Cameras: Definition and Experimental Evaluation

Perenzoni

Stoppa

2011

Remote Sensing

Self Cite

View full text Add to dashboard Cite

Indirect Time-of-Flight (I-TOF) cameras can be implemented in a number of ways, each with specific characteristics and performances. In this paper a comprehensive analysis of the implementation possibilities is developed in order to model the main performances with a high level of abstraction. After the extraction of the main characteristics for the high-level model, several figures of merit (FoM) are defined with the purpose of obtaining a common metric: noise equivalent distance, correlated and uncorrelated power responsivity, and background light rejection ratio. The obtained FoMs can be employed for the comparison of different implementations of range cameras based on the I-TOF method: specifically, they are applied for several different sensors developed by the authors in order to compare their performances.

show abstract

Pulsed time‐of‐flight pixel with on‐chip 20 klux background light suppression in standard CMOS technology

Illade-Quinteiro

López

Brea

et al. 2017

Circuit Theory & Apps

View full text Add to dashboard Cite

A novel time-of-flight pixel designed in 0.18-m standard CMOS technology with an indirect pulsed technique is presented. This design is capable of operating in ambients with high levels of background light, since a novel in-pixel background suppression circuit makes it robust up to 20 klux of ambient light.In addition to this, the pixel incorporates an adaptive number of accumulations circuit that selects the optimum number of accumulations for each situation at pixel level, avoiding saturation even under high illumination conditions. KEYWORDS 3D sensor, optical sensor, standard CMOS technology, time of flight Int J Circ Theor Appl. 2018;46:987-1005.wileyonlinelibrary.com/journal/cta

show abstract

A 160$\times$120-Pixels Range Camera With In-Pixel Correlated Double Sampling and Fixed-Pattern Noise Correction

Cited by 50 publications

References 15 publications

Low-Power CMOS Digital Pixel Imagers for High-Speed Uncooled PbSe IR Applications

Low-Power CMOS Digital Pixel Imagers for High-Speed Uncooled PbSe IR Applications

Figures of Merit for Indirect Time-of-Flight 3D Cameras: Definition and Experimental Evaluation

Pulsed time‐of‐flight pixel with on‐chip 20 klux background light suppression in standard CMOS technology

Contact Info

Product

Resources

About