2-D-CMOS-Bildsensorik mit integrierter Signalverarbeitung

Bildsensoren in CMOS-Technologie sind in den letzten Jahren immer mehr in den Blickpunkt gerückt. Die Verwendung der CMOS-Technologie ermöglicht eine sehr viel höhere Funktionalität im Sensor. Durch die Integration signalverarbeitender Baugruppen ist es möglich, ganze Systeme auf einen Chip aufzubauen. Einige der typischen Probleme der CCD-Bildsensoren treten bei der Verwendung der CMOS-Technologie nicht auf, z. B. sog. Blooming, das Überlaufen der Potentialtöpfe bei CCD. s. In der Arbeit werden zwei grundlegende Konzepte zur Auslese eines CMOS-Bildsensors verglichen, die lineare Auslese und die logarithmische Auslese, welche das Eingangssignal mittels einer logarithmischen Kennlinie komprimiert. Beide Ausleseverfahren werden bezüglich Rauschen, optischem Dynamikumfang und Kontrast bewertet. Ein im Rahmen dieser Arbeit entwickelter linearer Bildsensor begnügt sich mit nur 35 mW. Damit werden mobile Anwendungen ermöglicht, die vorher nur sehr schwierig oder gar nicht realisierbar waren . Anschließend wird in der Dissertation gezeigt, wie neue Architekturen durch die Integration der Signalverarbeitung auf dem Sensor-Chip realisiert werden können.