A Modular, Direct Time-of-Flight Depth Sensor in 45/65-nm 3-D-Stacked CMOS Technology

CMOS芯片 测距 CMOS传感器 激光雷达 像素 探测器 激光器 计算机科学 模块化设计 光学 图像传感器 材料科学 光电子学 物理 电信 操作系统
作者
Augusto Ronchini Ximenes,P. Parameswaran,Myoung-Jae Lee,Y. Yamashita,Dun–Nian Yaung,Edoardo Charbon
出处
期刊:IEEE Journal of Solid-state Circuits [Institute of Electrical and Electronics Engineers]
卷期号:54 (11): 3203-3214 被引量:54
标识
DOI:10.1109/jssc.2019.2938412
摘要

This article introduces a modular, direct time-of-flight (TOF) depth sensor. Each module is digitally synthesized and features a 2$\times $ (8 $\times $ 8) single-photon avalanche diode (SPAD) pixel array, an edge-sensitive decision tree, a shared time-to-digital converter (TDC), 21-bit per-pixel memory, and in-locus data processing. Each module operates autonomously, by internal data acquisition, management, and storage, being periodically read out by an external access. The prototype was fabricated in a TSMC 3-D-stacked 45/65-nm CMOS technology, featuring backside illumination (BSI) SPAD detectors on the top tier, and readout circuit on the bottom tier. The sensor was characterized by single-point measurements, in two different modes of resolution and range. In low-resolution mode, a maximum of 300-m and 80-cm accuracy was recorded; on the other hand, in high-resolution mode, the maximum range and accuracy were 150 m and 7 cm, respectively. The module was also used in a flexible scanning light detection and ranging (LiDAR) system, where a 256 $\times $ 256 depth map, with millimeter precision, was obtained. A laser signature based on pulse-position modulation (PPM) is also proposed, achieving a maximum of 28-dB interference reduction.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
刚刚
优美的觅珍完成签到,获得积分10
2秒前
Yun完成签到,获得积分10
2秒前
3秒前
和谐归尘发布了新的文献求助10
3秒前
温暖伟祺发布了新的文献求助10
4秒前
5秒前
shanshan发布了新的文献求助10
6秒前
10秒前
11秒前
GYY完成签到,获得积分10
11秒前
liujingbin完成签到,获得积分10
14秒前
咿咿呀呀发布了新的文献求助10
14秒前
乐乐完成签到,获得积分10
15秒前
星星完成签到,获得积分10
15秒前
16秒前
木子木子粒完成签到 ,获得积分10
17秒前
17秒前
kaka完成签到,获得积分10
17秒前
17秒前
sjfczyh发布了新的文献求助10
18秒前
20秒前
酷波er应助温暖伟祺采纳,获得10
20秒前
yyt完成签到,获得积分10
20秒前
25发布了新的文献求助10
22秒前
灰灰发布了新的文献求助10
23秒前
英姑应助冷酷的柜门采纳,获得10
23秒前
壮观人达发布了新的文献求助50
24秒前
科目三应助xW12123采纳,获得10
25秒前
LSY完成签到 ,获得积分10
26秒前
Jasper应助苏苏采纳,获得10
26秒前
26秒前
可爱草丛发布了新的文献求助10
27秒前
科研通AI6.2应助Muggle采纳,获得10
27秒前
AUGS酒发布了新的文献求助20
28秒前
桂先生发布了新的文献求助10
30秒前
xuamay完成签到,获得积分10
30秒前
汉堡包应助林兰特采纳,获得10
30秒前
30秒前
lll发布了新的文献求助10
30秒前
高分求助中
Malcolm Fraser : a biography 700
Signals, Systems, and Signal Processing 610
天津市智库成果选编 600
Climate change and sports: Statistics report on climate change and sports 500
Forced degradation and stability indicating LC method for Letrozole: A stress testing guide 500
Organic Reactions Volume 118 400
A Foreign Missionary on the Long March: The Unpublished Memoirs of Arnolis Hayman of the China Inland Mission 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6466352
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8272941
关于积分的说明 17639293
捐赠科研通 5540971
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2907899
邀请新用户注册赠送积分活动 1884894
关于科研通互助平台的介绍 1732882