초록 ▼

용어보기논문에서 용어와 풀이말을 자동 추출한 결과로, 시범 서비스 중입니다. AI-Helper

이 논문은 열 공유 비교기와 2단계 히스토그램 시간-디지털 변환기(Time-to-Digital Converter)를 사용하는 단일 광자 애벌란치 다이오드 (SPAD)를 기반으로 한 TOF (time-of-flight) 센서에 관한 것이다. ...

이 논문은 열 공유 비교기와 2단계 히스토그램 시간-디지털 변환기(Time-to-Digital Converter)를 사용하는 단일 광자 애벌란치 다이오드 (SPAD)를 기반으로 한 TOF (time-of-flight) 센서에 관한 것이다. 프로토 타입 센서는 표준 0.35μm CMOS 기술로 제조되었으며, 26.7 %의 필 팩터를 가진 32 × 24 매크로 픽셀과 각 리드아웃 회로가 컬럼 레벨 구조로 구현되었다. 열 공유 비교기를 포함한 제안하는 SPAD 타이밍 픽업 회로는 증가된 펄스 출력 속도, DC 바이어스 호환성 및 150 ps의 타이밍 지터의 결과를 얻었다. 2 단계 히스토그램 TDC는 + 1.5/-2.5 LSB의 적분 비선형성과 1.65 Gbps의 처리량을 달성하였다. 제안된 히스토그램 누적 프로세스는 히스토그램의 빈 크기를 상당히 줄여 면적과 필요한 IO 밴드위스를 획기적으로 감소시켰다. 광학계는 1.5 W의 피크 출력, 850 nm의 파장 및 5 ns의 FWHM을 갖는 펄스 적외선 레이저를 사용하였다. 파워 소모량은 87 mW이고, 16m의 거리 범위에서 50 klux의 배경 조명 조도로 8 cm의 정밀 오차와 11 cm의 정확도를 달성하였다.

Abstract ▼ AI-Helper

This dissertation presents a time-of-flight (TOF) sensor based on a single photon avalanche diode (SPAD) that employs a column-shared comparator and a two-step histogram time-to-digital converter (TDC). A prototype sensor is fabricated with a standard 0.35 μm CMOS technology, and is composed of 32 ×...

This dissertation presents a time-of-flight (TOF) sensor based on a single photon avalanche diode (SPAD) that employs a column-shared comparator and a two-step histogram time-to-digital converter (TDC). A prototype sensor is fabricated with a standard 0.35 μm CMOS technology, and is composed of 32 × 24 macropixels with a fill factor of 26.7% and respective readout circuits implemented in a column-level structure. The proposed SPAD timing pickup circuit with a column-shared comparator achieves an increased pulse rate, enhanced dc bias compatibility, and a timing jitter of 150 ps. The two-step histogram TDC achieves +1.5/-2.5 LSB of integral nonlinearities and yields an equivalent throughput of 1.65 Gbps. The proposed accumulation process of the histogram reduces considerably the bin size of the histogram. This work achieves a repeatability error of 8 cm at a distance range of 16 m with a background light illuminance of 50 klux by utilizing a pulsed infrared
viii
laser with a peak power of 1.5 W, wavelength of 850 nm, and FWHM of 5 ns. The suitability of our approach is verified in adverse optical conditions based on the comparison of its normalized maximum distance with state-of-art approaches.

주제어