北海道大学 研究シーズ集

Information and Communication

センシング用低電力A/D変換器

Time to digital converter のA/D変換器への利用と
その低電力化

もっとも簡単な構成であるSingle-Slope A/D変換器は、イメージセンサなど様々な形で利用されています。しかし、変換速度が遅いことが欠点でした。本手法は、その高速化と低電力化を同時に実現する技術です。

研究の内容

Single-Slope A/D変換器は、アナログ値を時間に変換してデジタル化します。そこで、Time to DigitalConverter (TDC) を用いることで、変換時間を大幅に削減できます。しかしながら、消費電力が大幅に増加してしまいます。TDCを間欠動作させることでTDC部の消費電力を数十分の一に削減し、高速化と低電力を両立いたします。本手法の特徴として、以下が挙げられます。
・低電力/高速化/小面積なA/D変換器の実現
・高精度・粗精度な2つの計測の同期・整合性を原理的に保証
・A/D変換特性が連続的で補正が容易。

社会実装への可能性

  • ・イメージセンサ用A/D変換器
  • ・厳しい環境下やセンシングアレイ用A/D変換器
  • ・高精度時間計測器

産業界や自治体等へのアピールポイント

集積ナノシステム研究室では、デバイスから回路、そして信号処理までの一貫した技術を研究しています。特に、イメージのセンシングと大局・局所適応型画像処理に関するシステムの高速化と低電力化、直感的I/Fの研究に力を入れています。

研究キーワード

本研究に関連する知的財産

PCT/JP2013/053734  「積分型AD変換装置およびCMOSイメージセンサ」
 (日本:特許第6195161号 米国:特許第9,571,113号 欧州:13749907.5 韓国:10-2014-7025397)
2018/4/3公開