SPAD相位解調測距技術的研究.pdf

1、隨著科學技術的發(fā)展，我們日常生活中、工業(yè)界、軍事等領域的應用中越來越多需要使用三維(3D)成像技術。按照應用的方式劃分，三維測距技術的應用又可分為自動化的應用和非自動化應用。自動化的應用主要包括：停車輔助后方視覺測量防碰撞、自動控制、對安全航線的盲點檢測、航線啟程警告、無人駕駛、適應巡航等仿生視覺的應用；非自動化應用主要涵蓋：在游戲設備中提供人與計算機的信息交換傳遞，讓玩家有身臨其境感覺體驗游戲，也可以用于計算機輔助設計軟件等等。然而，

2、這些領域中應用時涉及的關鍵技術之一就是三維距離測量技術，因此如何高效率和高精度地對距離信息實施測量，已成為目前三維應用領域進一步發(fā)展的關鍵問題之一，所以光學測距技術的研究變得非常有意義。
　　本文工作是基于標準0.18-μm CMOS工藝，采用單光子雪崩二極管(Single Photon Avalanche Diode, SPAD)作為光電檢測器件，同時利用相位解調測距原理設計了一款SPAD相位解調測距芯片。
　　本文主要從

3、事相位解調測距技術的研究，目的是為了適應當前時代電子產品的簡單化、低功耗、便攜式等發(fā)展需求，開創(chuàng)更有意義的設計。本文將從以下幾個方面來對三維測距技術進行了研究：
　　(1)首先分析目前存在 TOF(Time-of-flight)三維測距技術，通過對比這些方法的優(yōu)缺點，綜合考慮對比選擇SPAD相位解調測距方法，并重點分析說明了該技術的相關原理，隨后對SPAD相位解調測距系統(tǒng)存在的相關誤差進行了分析。
　　(2)簡述SPAD器件

4、結構的發(fā)展歷史，分析討論SPAD設計的關鍵技術和難點。結合當前深亞微米 CMOS工藝選擇設計了幾種結構，并對這些結構的優(yōu)缺點進行了分析討論，最后基于0.18-μm標準的CMOS工藝完成其版圖設計。
　　(3)在完成SPAD器件的設計后，我們將重點分析SPAD的淬滅及再充電電路。首先，分析已經存在的相關SPAD淬滅和再充電電路技術的優(yōu)勢與劣勢，隨后提出本文采用的被動淬滅和主動再充電電路拓撲結構；其次，將對相關的相位解調像素電路設計分