Bildsensor mit VGA-Auflösung (640 x 480 Pixel) und 120 dB gefertigt

Für die industrielle Bildverarbeitung, bild-basierte Robotik-Steuerungen und auto-nomes Fahren sind hochdynamische Bildsensoren erforderlich, die eine robuste Bilderfassung und -verarbeitung ermöglichen. Der gewünschte hohe line-are Dynamikbereich des Bildsensors mit gleichzeitig hohem Signal-zu-Rauschverhältnis wird durch ein zwei-stufiges Wandlungsverfahren erreicht: In der ersten Stufe erfolgt während einer festen Zeitdauer von z. B. 10 ms ein mehrfaches asynchrones Selbst-Rücksetzen der Photodiodenspannung. Anschließend erfolgt in einem zweiten Schritt die Analog-Digital-Wandlung des am Ende der Integrationszeit verblei-benden Restwerts.Nach einem Testsensor mit reduzierter Auflösung (128 x 100 Pixel) konnte im kürzlich abgeschlossenen Projekt „MULTI-3D“ auch ein Bildsensor mit VGA-Auflösung (640 x 480 Pixel) erfolgreich in einer 0,18 μm Technologie für CMOS-Bildsensoren realisiert werden. Jedes Pixel enthält neben der Pinned Photo-Diode und anderen analo-gen Schaltungselementen einen 10 Bit Zähler und benötigt eine Fläche von 34,4 x 34,4 μm2, was zu einer gesam-ten Chipgröße von 22,9 x 18,0 mm2führt. Für die opto-elektronische Cha-rakterisierung der Bildsensoren wurde ein Evaluationsboard mit serieller dif-ferenzieller Datenübertragung hoher Bandbreite entwickelt. Das Projekt „MULTI-3D“ wurde im Förderprogramm Photonik Forschung Deutschland vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) gefördert (FKZ 13N14227) und im Dezember 2020 erfolgreich abgeschlossen.

Zur Homepage von IMS Chips