Mit der Erfindung des PMD-Prinzips zur Messung optischer Laufzeiten ist eine neue Entwicklungsrichtung hin zu 3D-fähigen CMOS-Bildsensoren eröffnet worden. Die Autoren haben sich als innovatives Unternehmen mit eigenem Designhaus und eigener Halbleiterfabrikation das Ziel gesetzt, das PMD-Prinzip technologisch und schaltungstechnisch so umzusetzen, um daraus marktreife Produkte zu entwickeln. Eine erfolgreiche Fortführung der Entwicklungen führt zu 3D-Bildaufnehmern, die in einem weiterentwickelten CMOS-Prozeß gefertigt werden können. Eingesetzt werden diese neuartigen Sensoren vor allem im Bereich der KFZ-Innen- und Außenraumsensierung. Dabei wird eng mit Partnern aus den Bereichen Systementwicklung und Automobilelektronik zusammengearbeitet. Bisher wurde bei der Pixelgestaltung zur Entwicklung einer PMD-Sensormatrix ausschließlich auf Erfahrungen von Partnern aus gemeinsamen Entwicklungsprojekten zurückgegriffen. Bei den dabei entstandenen Meßergebnissen traten Widersprüche zu den bisherigen Annahmen zur Funktion des PMD-Pixels auf. So zeigte sich beispielsweise, daß ein größeres Pixel nicht unbedingt zu einer höheren Effizienz der Modulationseigenschaften des Pixels führte. Weiterhin zeigte sich in den Messungen eine Abhängigkeit der Modulationsphasenverschiebung von der momentanen Beleuchtungsstärke. Selbst eine Vielzahl von Präparationen verschiedener PMD-Pixelgeometrien und deren Messungen führte nicht zu klar erkennbaren Abhängigkeiten der Verhaltenskenngrößen von geometrischen und technologischen Parametern. Die halbleiterphysikalischen Wirkmechanismen, die für das Verhalten des PMD entscheidend sind, sind bisher nicht richtig erkannt wurden. Man war dadurch auch nicht in der Lage, klare Designregeln für PMD-Pixel anzugeben. Es sind daher ein grundlegend neues Verständnis der halbleiterphysikalischen Zusammenhänge im PMD entwickelt worden, um daraus Designregeln für PMD-Pixel abzuleiten. Die Ergebnisse der dazu durchzuführenden Arbeiten sind die Grundlage für die angestrebten Matrixentwürfe zukünftiger 3D-Kameras bilden.
Entwicklung von 3D-Bildsensoren basierend auf dem PMD-Verfahren für den Einsatz im Automobil
Development of an automotive 3D-image sensors based on the PMD method
2003
10 Seiten, 12 Bilder
Aufsatz (Konferenz)
Deutsch
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