用于手机前置3D人脸识别摄像头的ITOF传感器关键技术研究
发布时间：2021-04-08 10:17
自配备Face ID面容解锁的iPhone X发布以来,掀起了国内外手机厂商对3D人脸识别技术的研究热潮。手机前置3D人脸识别是基于人脸的3D模型,识别算法抗干扰性强,生物活性检测准确、安全性高。目前,用于手机前置3D人脸识别摄像头的3D测距技术主要有:双目立体视觉（Binocular）、结构光（Structure Light）和飞行时间测量（Time of flight,TOF）。TOF相较于其他两种技术,在抗干扰性、识别距离、算法实现和系统功耗方面更有优势。因而TOF传感器更适用于手机前置3D人脸识别摄像头。适用于手机前置3D人脸识别摄像头的ITOF传感器需要具备以下关键技术指标:传感器能够在25cm至100cm范围实现3D测距且测距精度达到毫米级,相对误差小于0.5%;像素分辨率达到320X240（QVGA）,且芯片面积控制在6mm X 4mm;具有待机模式和快速唤醒的低功耗机制;能够抑制150klx光照度背景光,在室外环境中依然可以保证3D人脸识别的准确率。本文研究了一种基于SMIC 0.13μm CIS工艺,适合用于手机前置3D人脸识别摄像头的ITOF（Indirect TO...
【文章来源】：深圳大学广东省
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
CMOS图像传感器阵列结构
图 2-2 积累前后光电二极管的电势情况如图 2-2 所示，显示了一个电气浮动的 PN 结光电二极管积累前后的电势情况条件下，见图 2-2（a），光电二极管的能带在 PN 结处发生弯曲，光电二极管的差 等于 PN 结内建电势差 加上光电二极管两端的偏压 。当在光照条件下射到半导体表面时，一部分光子被反射，另一部分光子被半导体吸收进入内部载流子（电子-空穴对），光生载流子积累在 PN 结内然后被耗尽层电场扫向表合效应，导致耗尽层电势降低，见图 2-2（b）， 表示经过光电积累后势阱的电 的变化量与受到的光照强度和积累时间近似成正比。 无源像素传感器CMOS 图像传感器开始商用时，采用的是无源像素传感器（Passive Pixel Sen），像素电路结构如图 2-3 所示，无源像素传感器的结构十分简单，一个像素只光电二极管和一个行选通晶体管组成，光电二极管通过行选通晶体管连接到列
图 2-3 PPS 像素电路结构传感器的结构十分简单，因此具有很大的填充因子（Fill-F充因子指像素中感光部分面积与像素总面积的比值，填充。但在使用过程中发现无源像素传感器结构有如下缺点：复位噪声也被称为 噪声，当积累电荷通过复位晶体管复位时，样，这里的积累电容是 PN 结光电二极管的结电容。同时在很大的采样电容 C，因此较大的复位噪声在无源像素传感列固定模式噪声（Fixed Pattern Noise，FPN）出线上的采样电容 C 很大，列开关晶体管需要很大的驱动较大的重叠栅极电容 ，将产生很大的开关噪声，导致
【参考文献】：
期刊论文
[1]结构光扫描对骨性Ⅲ类错正畸正颌联合治疗前后软组织三维变化的初步评价[J]. 彭菊香,江久汇,赵一姣,王勇,李泽,王柠柠,冯智敏. 北京大学学报(医学版). 2015(01)
[2]一种提升4T-APS像元量子效率的方法[J]. 李炘,唐威,张冰,李栋,何杰. 微电子学与计算机. 2014(03)
[3]CMOS图像传感器4T像素本底噪声分析[J]. 李栋,刘文平,张冰,李炘,何杰. 微电子学与计算机. 2014(03)
[4]一种强驱动大摆幅输出缓冲器的设计[J]. 王起,卢艳,杨亚敏,王力文. 黑龙江科技信息. 2013(24)
[5]四管像素满阱容量影响因素研究[J]. 孙权,姚素英,徐江涛,徐超,张冬苓. 传感技术学报. 2013(06)
[6]CMOS有源像素传感器像素级噪声的分析与抑制[J]. 邓若汉,严奕,余金金,陈永平. 激光与光电子学进展. 2011(05)
本文编号：3125366
【文章来源】：深圳大学广东省
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
CMOS图像传感器阵列结构
图 2-2 积累前后光电二极管的电势情况如图 2-2 所示，显示了一个电气浮动的 PN 结光电二极管积累前后的电势情况条件下，见图 2-2（a），光电二极管的能带在 PN 结处发生弯曲，光电二极管的差 等于 PN 结内建电势差 加上光电二极管两端的偏压 。当在光照条件下射到半导体表面时，一部分光子被反射，另一部分光子被半导体吸收进入内部载流子（电子-空穴对），光生载流子积累在 PN 结内然后被耗尽层电场扫向表合效应，导致耗尽层电势降低，见图 2-2（b）， 表示经过光电积累后势阱的电 的变化量与受到的光照强度和积累时间近似成正比。 无源像素传感器CMOS 图像传感器开始商用时，采用的是无源像素传感器（Passive Pixel Sen），像素电路结构如图 2-3 所示，无源像素传感器的结构十分简单，一个像素只光电二极管和一个行选通晶体管组成，光电二极管通过行选通晶体管连接到列
图 2-3 PPS 像素电路结构传感器的结构十分简单，因此具有很大的填充因子（Fill-F充因子指像素中感光部分面积与像素总面积的比值，填充。但在使用过程中发现无源像素传感器结构有如下缺点：复位噪声也被称为 噪声，当积累电荷通过复位晶体管复位时，样，这里的积累电容是 PN 结光电二极管的结电容。同时在很大的采样电容 C，因此较大的复位噪声在无源像素传感列固定模式噪声（Fixed Pattern Noise，FPN）出线上的采样电容 C 很大，列开关晶体管需要很大的驱动较大的重叠栅极电容 ，将产生很大的开关噪声，导致
【参考文献】：
期刊论文
[1]结构光扫描对骨性Ⅲ类错正畸正颌联合治疗前后软组织三维变化的初步评价[J]. 彭菊香,江久汇,赵一姣,王勇,李泽,王柠柠,冯智敏. 北京大学学报(医学版). 2015(01)
[2]一种提升4T-APS像元量子效率的方法[J]. 李炘,唐威,张冰,李栋,何杰. 微电子学与计算机. 2014(03)
[3]CMOS图像传感器4T像素本底噪声分析[J]. 李栋,刘文平,张冰,李炘,何杰. 微电子学与计算机. 2014(03)
[4]一种强驱动大摆幅输出缓冲器的设计[J]. 王起,卢艳,杨亚敏,王力文. 黑龙江科技信息. 2013(24)
[5]四管像素满阱容量影响因素研究[J]. 孙权,姚素英,徐江涛,徐超,张冬苓. 传感技术学报. 2013(06)
[6]CMOS有源像素传感器像素级噪声的分析与抑制[J]. 邓若汉,严奕,余金金,陈永平. 激光与光电子学进展. 2011(05)
本文编号：3125366
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