JSSC 2012第1期Image Sensors180nmCMOS Image Sensor

A Light-Field Image Sensor in 180 nm CMOS Albert Wang Student Member IEEE and A

本文介绍了一种180 nm CMOS工艺的光场图像传感器，能够捕获局部入射角和强度信息。

400x384像素阵列，7.5μm角度敏感像素，1米距离下2.5mm测距精度

角度敏感像素CMOS图像传感器计算成像光场3D成像

▸创新点1：采用局部衍射光栅对检测入射角的技术（方法创新）。该技术通过在光电二极管上方集成金属互连层制造的衍射光栅，实现了对光线入射角的高灵敏度检测，无需额外光学元件，且精度达到2.5 mm @1m的测距能力。

▸创新点2：完全基于标准CMOS工艺的集成化设计（工艺创新）。利用180 nm混合信号CMOS工艺直接制造衍射光栅，消除了传统光场传感器需要的后处理步骤或外部光学组件，显著降低制造成本和系统复杂度。

▸创新点3：单镜头光场成像系统架构（系统创新）。通过角度敏感像素阵列与计算成像算法结合，仅需单个镜头即可实现光场捕获，支持后期重聚焦功能（384×400像素阵列，7.5μm像素尺寸）。

▸创新点4：Talbot效应与计算成像的协同应用（算法创新）。利用衍射光栅产生的Talbot效应获取角度信息，结合先进计算成像算法实现场景深度估计和3D成像，在复杂视觉场景中验证了其有效性。

Abstract

per presents a CMOS image sensor which cap- tures local incident angle and intensity information from the light it records. The 400 384 pixel array employs 7.5 m angle-sensitive pixels, which use pairs of local diffraction gratings above a photo- diode to detect incident angle. The gratings are implemented with the metal interconnect layers of CMOS manufacturing technology and therefore require no post-processing or external optics. Fabri- cated in a 180 nm mixed-mode CMOS process, the sensor r