면적 효율적인 고해상도 CMOS 라이다(LiDAR)로, 깊이 영상을 생성할 수 있는 시스템을 제안한다. 본 센서는 행 어드레스가 가능한 솔리드스테이트 LiDAR 시스템과 호환되는 롤링 스캔(rolling-scan) 아키텍처를 사용한다. 높은 해상도를 달성하기 위해 단일 광자 어발란치 다이오드(SPAD) 아날로그 프론트엔드(AFE) 회로를 단지 5개의 nMOS 트랜지스터만으로 구현하였다. 또한, 1, 2 또는 4 ns의 가변 시간 분해능을 갖고 1-채널/2-채널 신호를 변환할 수 있는 재구성 가능 해상도(RR) hTDC를 제안하여, 낮은 메모리 오버헤드로 400-채널 히스토그램화 시간-디지털 변환기(hTDC)를 구현한다. 본 센서는 RR-hTDC를 활용하여 두 가지 영상 해상도 모드(매크로 및 쿼드러플 해상도(QR))를 지원한다. 매크로 모드에서는 1-ns 시간 분해능으로 깊이 영상을 획득할 수 있다. QR 모드에서는 2-ns 시간 분해능으로 고해상도 깊이 영상을 달성할 수 있다. 범위 향상( RE, range-enhanced ) 모드에서는 100 m를 초과하는 거리에서 시간 분해능이 절반으로 감소하여, 탐지 범위를 최대 200 m까지 확장할 수 있다. 시간 분해능 감소를 보상하고 서브 센티미터 수준의 시간 분해능을 보장하기 위해 레이저 프로파일 기반 깊이 정련(DR, depth refining) 필터를 사용하였으며, 기존 QR 모드에 비해 깊이 정밀도를 40% 향상시켰다. 프로토타입 LiDAR 센서는 90-nm CMOS 이미지 센서(CIS) 공정으로 제작되었다. 실외 조건에서 135-klx 태양광 하에 15–60 m 거리에서의 최악 조건 깊이 정밀도와 정확도는 각각 10 cm와 17 cm로 측정되었다. 또한 90-klx 태양광 하에서 60–130 m 범위에 걸쳐 상대 정밀도 0.18% 미만을 달성하였다. 센서의 총 전력 소비는 70-klx 태양광에서 20 frames/s로 동작할 때 572 mW로 측정되었다.
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