一个 8 × 8 CMOS 光电子读数阵列的短距离 LiDAR 传感器
Yeojin Chon1,2, Shinhae Choi1,2, Jieun Joo1
1Division of Electronic & Semiconductor Engineering, Ewha Womans University, Seoul 03760, Republic of Korea.
Sensors (Basel, Switzerland)
|October 26, 2024
概括
这项研究引入了用于短距离LiDAR传感器的8x8光电子读取阵列 (ORA). 新型电路提高了检测范围和精度,提供了低成本的CMOS解决方案.
科学领域:
- 光电学是指光电子产品.
- 集成电路 集成电路
- 传感器技术 传感器技术
背景情况:
- 短距离光检测和测距 (LiDAR) 传感器对于自动驾驶和机器人等应用至关重要.
- 现有的LiDAR系统通常面临成本,功耗和动态范围的限制.
研究的目的:
- 开发一个8x8通道光电子读取阵列 (ORA),使用180nm射频CMOS工艺,用于短距离LiDAR应用.
- 通过新型电路技术,提高激光雷达传感器的动态范围并减少步行误差.
主要方法:
- 使用64个芯片上的雪崩光二极管 (APD) 实现了一个8x8的ORA.
- 开发一个振幅到电压 (A2V) 转换器,用于强度补偿和步行误差减少.
- 集成一个时间到电压 (T2V) 转换器,使用充电电路来扩展输入动态范围.
主要成果:
- 拟议的A2V转换器减少了步行误差,使得最大检测范围为8.2米.
- T2V转换器将输入动态范围从5μApp扩展到1.1 mApp (46.8 dB),达到56厘米的最小检测范围.
- 通过使用850nm激光二极管,在56厘米的距离上成功恢复了狭窄的5ns光脉冲.
结论:
- 开发的8x8 ORA为低成本,低功耗,短距离LiDAR传感器提供了一个可行的CMOS解决方案.
- 拟议的电路技术显著提高了LiDAR系统的性能指标.


