ソフトウェア A-D 変換を用いたセンサ特性制御

概要

ビジョンチップにおける画素レベル A-D 変換を，ソフトウェアで制御するための手法を提案した． これにより，広いダイナミックレンジから任意に選んだ量子化間隔での A-D 変換を， プログラマブルに実現することが可能となる．

提案手法では，ある時間だけ光電流を蓄積した際の信号レベルが， ある参照電位に達しているかどうかを判定することで，量子化の各境界値との比較を行う． それぞれの境界値に対して，この「時間」と「参照電位」の両者を適切に制御することで， 与えられた量子化間隔を，ノイズの影響を最小化する条件のもとで実現する．

ビジョンチップを用いた実験により， A-D 変換特性の制御とノイズの低減が実現できていることを確認した． 実験結果を Fig. 1 と Fig. 2 に示す．

Fig. 1: 従来手法との撮像性能比較． V_ref (PD 参照電位)を固定した従来手法と比べて， 感度の向上とノイズの抑制の両立が実現されている．


Fig. 2: 異なる A-D 変換特性での撮像結果． 適切な特性を与えることによって，広いダイナミックレンジに渡る撮像が実現できる．

参考文献

1. 鏡慎吾, 小室孝, 藤村英範, 石川正俊： ディジタルビジョンチップのためのソフトウェアA-D変換手法, 映像情報メディア学会誌, Vol.57, No.3／pp.385-390 (2003)
2. 鏡慎吾, 小室孝, 藤村英範, 石川正俊： ディジタルビジョンチップのためのソフトウェアA-D変換方式の検討, 電子情報通信学会集積回路研究会・VLSI 設計技術研究会共催 (沖縄, 2002.3.7)／電子情報通信学会技術研究報告ICD2001-228, VLD2001-153, pp.51-58 (2002)