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Languages: French
Types: Article
Subjects: Capteur CMOS HDR, Chaîne de lecture événementielle, Pixel numérique, Multiple intégration, 621
L’utilisation de la technologie CMOS pour la réalisation de capteurs d'images, autorise l’intégration, non seulement dans le capteur mais aussi à l’intérieur même du pixel, d'éléments actifs (transistors, bascules logiques,...). Ce document présente les travaux de thèse effectués au sein du laboratoire CIMI [Conception d'Imageurs Matriciels Intégrés] de SUPAERO en collaboration avec STMicroelectronics. Il détaille la conception, la réalisation et le test d'un prototype de capteur d’images CMOS a grande dynamique [SUPHDYN], capable de capturer des scènes possédant des éclairements très différents. Entièrement numérique, son architecture spécifique, basée sur une chaine de lecture événementielle, permet une compression native de la dynamique d’image. Après une présentation de la problématique et de l'état de l’art, ce rapport présente les différents outils utilisés et développés pour la capture, la manipulation et l’étude des scènes a grande dynamique. Ensuite sont présentées les études effectuées sur les courbes de compression de dynamique d’image HDR, ainsi que la conception et l’architecture du capteur SUPHDYN. Enfin, viennent les tests et les caractérisations du prototype. Réalisé en technologie CMOS numérique 130nm STMicroelectronics, le capteur SUPHDYN est capable de capturer à cadence vidéo des scènes HDR de 110dB de dynamique. Sa matrice est composée de 511x511 pixels, chaque pixel intégrant 42 transistors pour un facteur de remplissage de 25%. The use of CMOS technology in image sensor design allows integrating, not only in the sensor but also inside the pixel itself, active elements such as transistors or logic cells. This document presents the Phd work carried out in the SUPAERO CIMI laboratory in collaboration with STMicroelectronics. It describes in details the study, the design and the tests of a High Dynamic Range CMOS image sensor (SUPH DYN), able to capture scenes with big luminance contrast Entirely digital, its specific architecture based on an “on event" readout chain, allows an imbedded compression of the scene dynamic. After a presentation of the scientific issue and of the state of the art, this document details the different tools used and developed for the capture, the treatment and the study of l-{DR scenes. Then, are presented the studies performed on dynamic range compression functions, before focusing on the design of the SUPHDYN image sensor. Finally come the test procedure and the characterization of the prototype. Elaborated with STMicroelectronics 13Onm digital CMOS technology, the SUPHDYN image sensor can capture 110dB dynamic range scenes with a video frame rate. Its matrix is made of 511x511 pixels, each pixel containing 42 transistors with a fill factor equal to 25%.
  • No references.
  • No related research data.
  • No similar publications.

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