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| 3D测量仪器分辨成像传感技术-光学精密测量 |
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3D测量仪器分辨成像传感技术-光学精密测量 时间分辨成像传感技术 尽管高级3D测量仪器市场已有许多基于激光扫描的TOF系统，但是近10年来，人们对非扫描、全固态TOF相机的兴趣与日俱增。于是，用于这类系统的全定制探测器逐渐得到发展。主要划分为如下3类： (1)像素内置光混频器件。这种方法采用光解调器通过光激发产生电荷，然后混频进入到两个或多个集电极，这样可以获得固有的光混频效应。 (2)耦合到专用处理电路的标准光电二极管。这种方法采用广泛使用的开关电容电子器件(在像素内部或在外围电路实现)，从光电二极管的光激发电流获取距离信息。 (3)耦合到合适处理电路的单光子雪崩光电二极管(SPAD)。不同于(2)的是，这种方法采用盖革工作模式的雪崩光电二极管获得单光子灵敏度，使用这种器件收集反射光信号，并耦合到读取和处理电路以便提取飞行时间信息。 成熟的解决方案是属于(1)类方式的传感器，而且目前市场上大部分3D相机实际上都采用基于这种概念的方式。这种方法的主要优势在于读取通道简单，同时能够获得较小的像素尺寸；大的问题是对周围环境光比较敏感，并且采用非标准技术成本较高(如CCD／CMOS、定制的CMOS、高阻抗衬底等)，然而通常情况下这是必需的要求。 为了处理和积累光激发电荷，需要在像素单元使用复杂的处理电路，由此(2)类传感器的特点是像素间距大和功耗相对高。而且，这种方法的精度通常低于(1)和(2)类方式，原因是在信号路径中引入的大量晶体管所产生的噪声影响。另一方面，点对点的处理结构能够在像素单元或在按列划分的单元上实现，并且能够有效消除大部分共模信号，这样就可以实现背景自恢复的传感器，应用于像汽车和安保等户外工作方面。 后，自20世纪80年代以来，基于(3)类传感器已经广泛用于高性能单点扫描系统中，采用专用技术制造的雪崩光电二极管(APD)，需要耦合到分立元件组成的读取和处理电路或测量仪器。然而直到近，采用CM0s技术实现高性能APD／sPAD成为可能后，才为基于这种方式的测距成像传感器的实现铺平了道路。
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