System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 一种集成光电与热电双模态的CMOS成像芯片制造技术_技高网
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一种集成光电与热电双模态的CMOS成像芯片制造技术

技术编号:42722349 阅读:0 留言:0更新日期:2024-09-13 12:09
本发明专利技术公开了一种集成光电与热电双模态的CMOS成像芯片,涉及双模成像技术,针对现有技术中性能限制的问题提出本方案。包括阵列式分布的成像单元;每一成像单元分别包括PN‑MOS、PD‑MOS、以及选通模块;PN‑MOS用于捕获红外信号并输出热电传感信号;PD‑MOS用于捕获光信号并输出光电传感信号;选通模块在选通信号控制下,交错选通热电传感信号和光电传感信号。优点在于,通过将光成像芯片与热成像芯片集成到一个单芯片上,有效解决了现有技术中体积大、高成本、性能不一致、同步性差和系统复杂度高等问题。集成设计简化了系统架构,降低了制造成本和维护复杂度,同时确保光成像和热成像的一致性和高效性能,为各种应用场景提供了更为可靠和高效的解决方案。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及新一代成像芯片,尤其涉及一种集成光电与热电双模态的cmos成像芯片。


技术介绍

1、传统上,光成像芯片和热成像芯片分别应用于不同的领域:光成像芯片主要用于捕捉可见光图像,适合日常摄影、安防监控和工业检测;而热成像芯片则用于检测物体的红外辐射,适合接触式检测如样品检测、电池检测等。随着技术的不断进步,光成像芯片与热成像芯片的结合成为一种越来越受欢迎的解决方案。

2、目前,市场上主要有两种成像技术的结合方案:一是将光成像芯片与热成像芯片分别安装在同一个系统中,二是通过软件将两者的图像进行融合。这些方案能够在一定程度上结合两种成像技术的优势,提供更全面的图像信息。然而,由于光成像芯片和热成像芯片是分开设计和制造的,这些方案在体积、成本和性能方面存在一定的限制。

3、1.体积大——将光成像芯片和热成像芯片分别安装在同一个系统中,必然会导致系统的整体体积增大。这不仅增加了设备的重量和体积,还限制了其在一些需要小型化、便携化的应用场景中的使用。

4、2.成本高——分别设计和制造光成像芯片和热成像芯片,然后将它们集成到同一个系统中,增加了制造和组装的成本。此外,维护和维修这类复杂系统的成本也相对较高。

5、3.性能不一致——光成像芯片和热成像芯片分别设计和制造,可能会导致两者在性能上的不一致性。例如,两种芯片在图像捕捉的时间、精度和分辨率上可能会有差异,这将影响最终图像融合的效果。不同芯片的工作温度、功耗和响应时间也可能存在差异,进一步影响系统的整体性能。

6、4.同步性差——由于光成像芯片和热成像芯片是独立工作的,通过软件将两者的图像进行融合,可能会出现同步性问题。尤其在动态场景中,光成像和热成像之间的时间差异可能会导致图像融合效果不佳,影响成像的准确性和实时性。

7、5.复杂度高——系统中包含多个独立的芯片和相关的图像融合软件,增加了系统的复杂度。这不仅使系统设计、集成和调试变得更加复杂,还可能带来更多的潜在故障点,降低系统的可靠性。

8、6.功耗高——独立的光成像芯片和热成像芯片的组合通常需要更高的功耗来驱动和处理数据,尤其是在长时间工作或高性能要求的应用中。这不仅增加了能源消耗,还可能导致系统过热,影响其长期稳定性。


技术实现思路

1、本专利技术目的在于提供一种集成光电与热电双模态的cmos成像芯片,以解决上述现有技术存在的问题。

2、本专利技术中所述一种集成光电与热电双模态的cmos成像芯片,包括阵列式分布的成像单元;

3、每一成像单元分别包括pn-mos、pd-mos、以及选通模块;

4、所述pn-mos用于捕获红外信号并输出热电传感信号;

5、所述pd-mos用于捕获光信号并输出光电传感信号;

6、所述选通模块在选通信号控制下,交错选通所述热电传感信号和光电传感信号。

7、所述pn-mos包括第一晶体管和pn结二极管;

8、所述第一晶体管栅极连接第一栅极偏置电压,第一晶体管源极连接选通模块第一输入端,第一晶体管漏极连接第一漏极偏置电压;

9、所述pn结二极管阳极连接第一衬底偏置电压,pn结二极管阴极连接第一晶体管导电衬底。

10、所述第一晶体管为pmos管。

11、所述pd-mos包括第二晶体管和光电二极管;

12、所述第二晶体管栅极连接第二栅极偏置电压,第二晶体管源极连接选通模块第二输入端,第二晶体管漏极连接第二漏极偏置电压;

13、所述光电二极管阴极连接第二衬底偏置电压,光电二极管阳极连接第二晶体管导电衬底。

14、所述第二晶体管为nmos管。

15、所述选通模块包括第一选通管、第二选通管及非门;

16、所述第一选通管串接在pn-mos的输出干路中,所述第二选通管串接在pd-mos的输出干路中;

17、所述选通信号分别连接第一选通管的栅控端以及经过所述非门连接第二选通管的栅控端。

18、本专利技术中所述一种集成光电与热电双模态的cmos成像芯片,其优点在于,通过将光成像芯片与热成像芯片集成到一个单芯片上,有效解决了现有技术中体积大、高成本、性能不一致、同步性差和系统复杂度高等问题。集成设计简化了系统架构,降低了制造成本和维护复杂度,同时确保光成像和热成像的一致性和高效性能,为各种应用场景如安防监控、工业检测、样品与电池检测、医疗诊断和救灾搜救等提供了更为可靠和高效的解决方案。

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【技术保护点】

1.一种集成光电与热电双模态的CMOS成像芯片,其特征在于,包括阵列式分布的成像单元;

2.根据权利要求1所述一种集成光电与热电双模态的CMOS成像芯片,其特征在于,所述PN-MOS包括第一晶体管(M1)和PN结二极管;

3.根据权利要求2所述一种集成光电与热电双模态的CMOS成像芯片,其特征在于,所述第一晶体管(M1)为PMOS管。

4.根据权利要求1所述一种集成光电与热电双模态的CMOS成像芯片,其特征在于,所述PD-MOS包括第二晶体管(M2)和光电二极管;

5.根据权利要求4所述一种集成光电与热电双模态的CMOS成像芯片,其特征在于,所述第二晶体管(M2)为NMOS管。

6.根据权利要求1所述一种集成光电与热电双模态的CMOS成像芯片,其特征在于,所述选通模块包括第一选通管(M3)、第二选通管(M4)及非门(NOT);

【技术特征摘要】

1.一种集成光电与热电双模态的cmos成像芯片,其特征在于,包括阵列式分布的成像单元;

2.根据权利要求1所述一种集成光电与热电双模态的cmos成像芯片,其特征在于,所述pn-mos包括第一晶体管(m1)和pn结二极管;

3.根据权利要求2所述一种集成光电与热电双模态的cmos成像芯片,其特征在于,所述第一晶体管(m1)为pmos管。

4.根据权利要求1所述一...

【专利技术属性】
技术研发人员:王凯金昕柴苏昱唐洁
申请(专利权)人:中山大学
类型:发明
国别省市:

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