2001 Fiscal Year Annual Research Report

低電圧駆動パルス周波数変調方式を用いたビジョンチップの研究

Research Project

Project/Area Number	13023207
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
Research Institution	Nara Institute of Science and Technology
Principal Investigator	太田淳奈良先端科学技術大学院大学, 物質創成科学研究科, 助教授 (80304161)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	香川景一郎奈良先端科学技術大学院大学, 物質創成科学研究科, 助手 (30335484) 徳田崇奈良先端科学技術大学院大学, 物質創成科学研究科, 助手 (50314539) 布下正宏奈良先端科学技術大学院大学, 物質創成科学研究科, 教授 (70304160)
Keywords	ビジョンチップ / パルス周波数変調方式 / CMOSイメージセンサ / 光電流 / 画素アレイ
Research Abstract	パルス周波数変調方式(PFM)はアナログ出力をパルス周波数に変換する方式であり,神経節における出力方式として用いられている.我々はこれまでPFM方式の画素回路を試作し,その基本特性の検証を行ってきた. 今回PFM方式ビジョンチップの低電圧駆動時の動作を詳細に検討した.低電圧下では光電流と充電電流が拮抗するため充電時間が長くなり,その結果パルス幅が広がり,これがパルス出力特性を劣化させていることが分かった.まず電源電圧Vdd=1Vと0.7Vにおける出力パルス周波数の入力光強度依存性を調べたところ.Vdd=1Vでは入力光強度に対してほぼ線形にパルス周波数が増加しているのに対して,Vdd=0.7Vでは飽和傾向となることが分かった.これは電源電圧低下によりリセットトランジスタからのドレイン電流が減少したため,フォトダイオードからの光電流と充電電流とが拮抗し,充電時間を要するようになり,パルス幅が増大しているためである.実際,出力パルス幅の入力光強度依存性の実験結果より,Vdd=1Vでは殆どパルス幅に変化がないのに対し,Vdd=0.7Vでは入力光強度に依存したパルス幅となっていることが分かった. また128×128画素PFMアレイチップを試作し,撮像による基本特性を確認した.PFMは非同期動作が可能なため個々の画素は独立して動作する.従って本センセは通常と異なり走査用のスキャナが不要であり,代わりに外部からの任意画素アクセスを可能とするデコーダを搭載している。消費電力は画素当り約7μWであった.

Research Products
(5 results)

All Other

All Publications (5 results)

[Publications] J.Ohta, H.Sakata, T.Tokuda, M.Nunoshita: "Low-voltage operation of a CMOS image sensor based on a pulse frequency modulation"Proc. SPIE. 4306. 319-326 (2001)
[Publications] K.Kagawa, N.Yoshida, T.Furumiya, J.Ohta, M, Nunoshita: "An application of pulse frequency modulation photosensors to subretinal artificial retina implantation"Proc. SPIE. 4956. 314-319 (2001)
[Publications] J.Ohta, N.Yoshida, K.Kagawa, M.Nunoshita: "Proposal of Application of Pulsed Vision Chip to Retinal Prosthesis"Extended Abstracts of 2001 Int'l Conf. Solid State Devices and Materials (SSDM). 284-285 (2001)
[Publications] 吉田典巧, 太田淳, 布下正宏: "外部制御方式を導入したパルス周波数変調方型ビジョンチップ"2001年映像情報メディア学会年次大会. 25-1. 366-366 (2001)
[Publications] 太田淳, 古宮哲夫, 吉田典巧, 香川景一郎, 布下正宏: "体内埋込型型人工視覚用ビジョンチップ"信学技報. 101-656. 31-36 (2002)

2001 Fiscal Year Annual Research Report

低電圧駆動パルス周波数変調方式を用いたビジョンチップの研究

Principal Investigator

太田 淳 奈良先端科学技術大学院大学, 物質創成科学研究科, 助教授 (80304161)

Research Products

[Publications] J.Ohta, H.Sakata, T.Tokuda, M.Nunoshita: "Low-voltage operation of a CMOS image sensor based on a pulse frequency modulation"Proc. SPIE. 4306. 319-326 (2001)

[Publications] K.Kagawa, N.Yoshida, T.Furumiya, J.Ohta, M, Nunoshita: "An application of pulse frequency modulation photosensors to subretinal artificial retina implantation"Proc. SPIE. 4956. 314-319 (2001)

[Publications] J.Ohta, N.Yoshida, K.Kagawa, M.Nunoshita: "Proposal of Application of Pulsed Vision Chip to Retinal Prosthesis"Extended Abstracts of 2001 Int'l Conf. Solid State Devices and Materials (SSDM). 284-285 (2001)

[Publications] 吉田 典巧, 太田 淳, 布下 正宏: "外部制御方式を導入したパルス周波数変調方型ビジョンチップ"2001年映像情報メディア学会年次大会. 25-1. 366-366 (2001)

[Publications] 太田 淳, 古宮 哲夫, 吉田 典巧, 香川 景一郎, 布下 正宏: "体内埋込型型人工視覚用ビジョンチップ"信学技報. 101-656. 31-36 (2002)

太田淳奈良先端科学技術大学院大学, 物質創成科学研究科, 助教授 (80304161)

[Publications] 吉田典巧, 太田淳, 布下正宏: "外部制御方式を導入したパルス周波数変調方型ビジョンチップ"2001年映像情報メディア学会年次大会. 25-1. 366-366 (2001)

[Publications] 太田淳, 古宮哲夫, 吉田典巧, 香川景一郎, 布下正宏: "体内埋込型型人工視覚用ビジョンチップ"信学技報. 101-656. 31-36 (2002)