Un imagenador 3-D CMOS basado en diodo de avalancha de un solo photon

Se implementa un array lineal de 64 píxeles destinado a aplicaciones de visión 3-D en una tecnología CMOS de alto voltaje de 0.8 m. La detección de las señales de luz incidente se realiza utilizando fotodiodos polarizados por encima del voltaje de ruptura, de modo que se puede lograr una sensibilidad extremadamente alta aprovechando el efecto de multiplicación intrínseco del fenómeno de avalancha. Cada píxel de 38\, \, 180- m ^2 incluye, además del diodo de avalancha de un solo fotón, un circuito de lectura dedicado para la estimación del tiempo de llegada de los pulso de luz incidentes. Para aumentar la resolución de medición de distancia se utiliza una medición de pulso múltiple, extrayendo el valor medio del tiempo de llegada del pulso de luz directamente en cada píxel; este enfoque innovador reduce drásticamente el tiempo muerto de la lectura de píxeles, permitiendo lograr una alta frecuencia de imagen. El array de sensores proporciona un mapa de rangos de 2 m a 5 m con una precisión mejor que 0.75\% sin ninguna operación de promediado externo. Además, con el mismo chip, hemos explorado por primera vez la implementación de una medición de tiempo de vuelo indirecto al operar el píxel activo propuesto en modo de conteo de fotones.