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JSSC 2011第1期Image Sensors0.18微米CMOS Image Sensor

A Range Image Sensor Based on 10- 22m Lock-In Pixels in 018-22m CMOS Imaging Tec

基于0.18微米CMOS技术的锁相像素阵列设计,用于飞行时间测距成像。
0.18微米CMOS, 50MHz解调频率, 2.7cm精度, 5-20fps帧率
飞行时间测距锁相像素CMOS成像三维成像光解调器
创新点1:埋沟道光探测器设计(方法创新)。该设计通过优化光生载流子的传输路径,显著提高了光电探测效率,同时降低了噪声干扰,为高精度飞行时间成像提供了基础支持。
创新点2:10微米像素间距与24%填充因子(电路创新)。通过紧凑的像素布局和优化的光电二极管结构,实现了高像素密度下的高填充因子,提升了传感器的空间分辨率和光收集效率。
创新点3:50MHz解调频率与29.5%对比度(系统创新)。该设计通过高频解调技术,显著提高了传感器的响应速度和信号对比度,使其能够在复杂环境中实现高精度的三维成像。
创新点4:0.18微米CMOS成像技术(工艺创新)。采用先进的CMOS工艺,实现了高集成度和低功耗,同时保证了传感器的高性能和可靠性,为大规模应用提供了可能。
Abstract
This paper presents the design and characterization of a lock-in pixel array based on a buried channel photo-detector aimed at time-of-flight range imaging. The proposed photo-demod- ulator has been integrated in a 10- m pixel pitch with a fill factor of 24%, and is capable of a maximum demodulation frequency of 50 MHz with a contrast of 29.5%. The sensor has been fab- ricated in a 0.18- m CMOS imaging technology and assembled in a range camera system setup. The system provides a stream of three-d