読み出し集積回路

読み出し集積回路 ( ROIC )は、特定のタイプの検出器の読み取り専用に使用される集積回路(IC)です。赤外線や紫外線など、さまざまな種類の検出器と互換性があります。ROIC の主な目的は、各ピクセルからの光電流を蓄積し、その結果得られた信号を出力タップに転送して読み出すことです。従来の ROIC 技術では、各ピクセルに信号電荷を保存し、その信号を出力タップにルーティングして読み出します。このためには、各ピクセル サイトで大きな信号電荷を保存し、信号を読み出してデジタル化する際に信号対雑音比 (またはダイナミック レンジ) を維持する必要があります。

ROIC には、ピクセル データを集積回路の外部に送信するための高速アナログ出力があります。デジタル出力が実装されている場合、IC はデジタル読み出し集積回路 (DROIC) と呼ばれます。

デジタル読み出し集積回路(DROIC) は、オンチップのアナログ/デジタル変換(ADC) を使用して、イメージング アレイの各ピクセルに蓄積された光電流をデジタル化する ROIC の一種です。DROIC はパッケージ サイズと複雑さが軽減されるため、ROIC に比べてシステムに統合しやすく、ノイズの影響を受けにくく、アナログ出力に比べて帯域幅が広くなっています。

デジタルピクセル読み出し集積回路(DPROIC) は、各ピクセル (またはピクセルの小グループ) 内でオンチップのアナログ/デジタル変換 (ADC) を使用して、イメージング アレイ内の蓄積された光電流をデジタル化する ROIC です。DPROIC は DROIC よりもさらに高い帯域幅を備えており、デバイスのウェル容量とダイナミック レンジを大幅に向上できます。

• イメージセンサー用デジタルコンバーター、Kenton T. Veeder、SPIE Press、2015年。
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• 標準 CMOS でのアレイ実装に適した高解像度、コンパクト、低消費電力の ADC、Christer Jansson、IEEE Transactions on Circuits and Systems - I: Fundamental theory and applications、Vol. 42、No. 11、1995 年 11 月。
• 高ダイナミック レンジ赤外線イメージング アプリケーション向けデジタル ピクセル読み出し集積回路、フェーズ I SBIR、技術レポート、NASA ジェット推進研究所、2018 年 7 月。
• LWIR 向けデジタル ピクセル読み出し集積回路アーキテクチャ、Shafique, A.、Yaziki, M.、Kayahan, H.、Ceylan, O.、Gurbuz, Y.、Proceedings Volume 9451、Infrared Technology and Applications XLI; 94510V、2015。

• デジタルピクセル焦点面アレイ技術、Schultz, K.、他著、Lincoln Laboratory Journal、第20巻、第2号、2014年。
• センサー、宇宙探査機、Wi-Fi サイバーセキュリティ、Oh My!、Maxfield、Max.、Electronic Engineering Journal、2020 年 2 月。
• デジタルピクセル赤外線イメージングによりカメラの速度とパフォーマンスが向上、Bannatyne、R.、Vision Systems Design、2020 年 6 月。