TND6449JP/D
Rev. 1, July − 2024

スーパーエクスポージャピクセルによるものしいでのLED フリッカ"#© Semiconductor Components Industries, LLC, 2024

July, 2024 − Rev. 1

1

Publication Order Number:
TND6449JP/D

スーパーエクスポージャピクセルによるものしいでのLED フリッカ"#$%：Sergey Velichko、シニアマネージャ
のイメージセンサを したカメラにより、システムやシステムにおいてのがになります。システム(ADAS)では、これらのカメラでキャプチャした を!"して、#$%の&'を (し、をします(ステレオカメラの+,)。これはブレーキ、でのクルーズコントロール、4、などのに!"できます。しかし、の"ライトや56 のほとんどに!"されている78ダイオード(LED)は、;のイメージセンサに<を=きこす>があります。オンセミは、スーパーエクスポージャともAばれるピク
セルオーバーフローEFをGえたイメージセンサを!"しています。このEFでは、HにIきなピクセルJオーバーフローメモリを!"し、ダイナミックレンジをPQにもRI
して&120 dB という&LED フリッカのないSをTUしています。のスーパーエクスポージャピクセルを!"することで、ADAS のVと&LED フリッカのにWXできます。
LED YZは、パルス[\(PWM)を!"して]^されています。これはヘッドライト、テールライト、56 、#メッセージングシステムのa bをcdするために;!eに!"されているデジタルh"です。それらのオンオフパルスの$ijはk#のlではmnできませんが、 をキャプチャしようとする+,には<が7]します。シーンJの
Zるい$oで%&pが7]しないようにするには、qくの+,、'い(8r#を!"するsがあります。そのため、LED パルスを)*してしまいます。その+t、Figure 1 のuの に,すように、ライトがaえているように)える+,があります。のシーンでは、LED ライトが-.eにvwしているように)えます。これは&LED フリッカとAばれるU/です。LED は、Ueな#のYZやデジタルサイネージによく!"されており、キャプチャしたy にさまざまな0z{やセグメント|されたアーチファクトがUれて、1や}~1がHにわしくmじることがあります。

Figure 1. LFM Samplings at 30 fps 10% Duty Cycle 10 ms Period (100 Hz)
2これは1がディスプレイでのvwするヘッドライトを)ただけで2#と3
いし、 がになる>があるため4Iな<です。また、デジタルの6に5,されているjやの6を(したり､ブレーキランプをしたりして(Figure 2)、4なを8に9うために!"されるアルゴリズムにも<が]じる>があります。"イメージセンサは、LED フリッカなどの:なにWXする;で、140 dB を;えるハイダイナミックレンジ(HDR)をTUし、(I&+125°Cの,)でSするsがあります。このホワイトペーパーでは、"イメージセンサにおける&HDR と&LED フリッカ(LFM)のためによく!"されるいくつかの8 h"のSと<について=¡に>Zします。さらに、このような<を¢£し、さらに¤れたHDRで?jのタイプのLFMをTUする、しいタイプのセンサを@¥します。

Figure 2. Flicker of LED Taillights
01の2345HDR
HDR によってシーンをキャプチャするには、H、それぞれ¦なる(8r#A§で?jの を¨©し、それらをXªして1«の に,^するsがあります。さまざまな(8A§を!"することで、シーンのZるい$oと¬い$oから、!"にBしたよりqくのデータを­Cできます。®えば、(8r#をDくすると、¬い$oでよりqくの ¯°がキャプチャされ、(8r#を'くすると、Zるい$oでよりqくの±"データがキャプチャされます。Eeな Xªでは、²(8からFのデータをG³し、それを1つの&HDR  に,^します(Figure 3 のを´Y)。µ¶のq4(8&HDR による¨ はH
4シーン(ほとんどまたはくきがない)にWしては¤れています。しかし、カメラがでいているアプリケーションなどのTIのeシーンでは、¦なる(8#で&'の¹Jが\|するため、モーションアーチファクトが7]する>があります。これは、²(8がKº¦なるr#に9われるために7]します。このL»により、HDR のXªでは、&'が¼んでいるように)え、6のアーチファクトがあるEeな が]^されます。
スプリットピクセル8945
スプリットピクセル・センサh"は、?jの(8をKºではなく}rにキャプチャしてきによるボケや6のアーチファクトを¿dできるため、アプリケーションで&HDR によ3

る のキャプチャに!"されてきました。HDR で を]^するには、IきいサブピクセルとÀさいサブピクセルの#を!"して]の をキャプチャし、これらを,^してHDR bにします(Figure 3 のÁÂを´Y)。ダイナミックレンジをRIするには、 の¬いÃにはIきいサブピクセルを!"し、 のÁMからÄにZるいÃにはÀさいサブピクセルを!"します。Iきいサブピクセルはよりqくの8をCめるため、ZるいÅ
Vでは&pします。Nに、ÀさいサブピクセルはよりDr#(8できますが、Cめる8OがÆないため、=¡には&pしません。¿YÅVでIきいサブピクセルを、YÅVでÀさいサブピクセルをSさせることによる'eなÇtとして、ダイナミックレンジがRIします。ピクセルのm8$oのÈWeなサイズ(フィルファクタ)は、PのQでHに4なÉÊをtたします。スプリットピクセルのËvは、ピクセルのかなりのÃがÀさいサブピクセルでÌ±されるため、¿YÅVで キャプチャに!"できるピクセ
ルQRがÀさくなることです。Àさいサブピクセルに!"できるQRはさらにÀさくなるため、Í3いにÀさいしか]^できず、+tとしてWノイズÏが¿くなってしまいます。};のシーンを)ている+,でも、IきいサブピクセルとÀさいサブピクセルのどちらを!"するかによって、b は¦なります。また、STな6のアーチファクトと6ずれが7]する>があります。これはレンズからの8ÐÑUとのÈÒS"が、アレイJの2つのサイズのサブピクセルで¦なるためです。これらのアーチファクトをVÓするには、センサのÄ(なキャリブレーションとセンサでのWÔなXがsになります。これが、;!にスプリットピクセル・センサのa bがくなるªÕです。さらに、このh"をベースにするイメージセンサの>は、$%が&+100°C (qくの+,、+80°C でも)を;えると¿×し、SNR が&25 dB をI[に×Øります。
スーパーエクスポージャピクセル
オンセミは、センシングカメラとビューイングカメラ#のアプリケーションにWÛする、ÜのをGえたイメージセンサをY7しました。LED フリッカによる&120 dBの&HDR  をキャプチャするSモードをÝÞする(サラウンドビューや ßミラーアプリケーションにB);で、µ¶のq4(8Sによりダイナミックレンジが&140 dBまでRIされ､àおよび$%のセンシングでもÅVのáしいシーンにもWÛできます。
また、これらのイメージセンサは、もZるいフリッカのあるヘッドライトなど、âZな+,にもWÛする[3のパルス&LFM モードもGえています。これらのセンサは、(I+125°C の,)の+,もãめ、すべてのWノイズÏ(SNR)を&30 dB äにåちます。これらのセンサは、ADAS の>とシステムのA にsな>をTUします。この>は、æいçれたèなどに、フロントカメラJにぎっしり\め]まれたセンサがéけêくようなにまでëせられる+,、イメージセンサにìíする>があります。

4

Figure 3. Different Exposure Techniques5オンセミのの"&HDR イメージセンサは、スーパーエクスポージャh"でî^されています。これらのセンサは、_%で±Çなä×の;-のSをT`しています。
• 150 dB の&HDR LFM によるスーパーエクスポージャ• パルスa&LED フリッカ(pLFM)• q4(8による&140 dB を;える&HDR  のキャプチャ
これらのモードは、;!eなシナリオの_%にWÛし、LED やそのïのライトのフリッカをÇteにできます。イメージセンサの&HDR >とい\ðゲイン(HCG)によるbみしをcみ,わせることで、Hに¿いYレベルからHにいYレベルまでの¤れたピクセルò>の+t、シャープで6óU>のいキャプチャによるyôみのPをTUします。1つのマイクロレンズでカバーされた&2つのフォトダイオード(PD)にd-するSモードがeöされ、ピクセルJ¹Èを!"したの÷やカラー がなセンサもあります。4Ø(8&HDR モードのøでのÄ>fùでは、140 dBのダイナミックレンジとHCGを!"したúのT1(8のbみしで、すべてのSNRが&30 dB
äとなっています。

Figure 4. 4−exposure Room Temperature 140 dB Dynamic Range Total SNR
これらのスーパーエクスポージャ&HDR LFM イメージセンサでは、Figure 5 に,すように、µ¶のq4(8イメージセンサとÏgして、フリッカのあるZるい&LED がFûにキャプチャされ、モーションアーチファクトがVÓされています。

6

Figure 5. Multi−exposure HDR (top) vs. LFM HDR (bottom) Image Capturesof Flickering LED Lights:れた=>
スーパーエクスポージャピクセル&HDR イメージセンサは、_%にわたってRIされた&HDR と¤れた&LFM をÝÞし、も%hなYZおよびüýにおいてもセーフティやそのïのアプリケーションに!"されています。オンセミの[2スーパーエクスポージャh"は、}じアーキテクチャþªに基づき、HDR LFM ピクセルのさらなるÀ型|と>|をにしています。

onsemi,, and other names, marks, and brands are registered and/or common law trademarks of Semiconductor Components Industries, LLC dba “onsemi” or its affiliates
and/or subsidiaries in the United States and/or other countries. onsemi owns the rights to a number of patents, trademarks, copyrights, trade secrets, and other intellectual property.
A listing of onsemi’s product/patent coverage may be accessed at www.onsemi.com/site/pdf/Patent−Marking.pdf. onsemi reserves the right to make changes at any time to any
products or information herein, without notice. The information herein is provided “as−is” and onsemi makes no warranty, representation or guarantee regarding the accuracy of theinformation, product features, availability, functionality, or suitability of its products for any particular purpose, nor does onsemi assume any liability arising out of the application or useof any product or circuit, and specifically disclaims any and all liability, including without limitation special, consequential or incidental damages. Buyer is responsible for its products
and applications using onsemi products, including compliance with all laws, regulations and safety requirements or standards, regardless of any support or applications information
provided by onsemi. “Typical” parameters which may be provided in onsemi data sheets and/or specifications can and do vary in different applications and actual performance mayvary over time. All operating parameters, including “Typicals” must be validated for each customer application by customer’s technical experts. onsemi does not convey any licenseunder any of its intellectual property rights nor the rights of others. onsemi products are not designed, intended, or authorized for use as a critical component in life support systems
or any FDA Class 3 medical devices or medical devices with a same or similar classification in a foreign jurisdiction or any devices intended for implantation in the human body. ShouldBuyer purchase or use onsemi products for any such unintended or unauthorized application, Buyer shall indemnify and hold onsemi and its officers, employees, subsidiaries, affiliates,and distributors harmless against all claims, costs, damages, and expenses, and reasonable attorney fees arising out of, directly or indirectly, any claim of personal injury or deathassociated with such unintended or unauthorized use, even if such claim alleges that onsemi was negligent regarding the design or manufacture of the part. onsemi is an Equal
Opportunity/Affirmative Action Employer. This literature is subject to all applicable copyright laws and is not for resale in any manner.

ADDITIONAL INFORMATIONONLINE SUPPORT: www.onsemi.com/support
For additional information, please contact your local Sales Representative at
www.onsemi.com/support/sales

TECHNICAL PUBLICATIONS:Technical Library: www.onsemi.com/design/resources/technical−documentation
onsemi Website: www.onsemi.com◊7