摘要：索尼半导体解决方案公司 (SSS) 今天宣布即将推出用于汽车激光雷达系统的 IMX479 堆叠式直接飞行时间 (dToF) SPAD 深度传感器，可提供高分辨率和高速性能。
距离分辨率提高至5 cm。
索尼半导体解决方案公司 (SSS) 今天宣布即将推出用于汽车激光雷达系统的 IMX479 堆叠式直接飞行时间 (dToF) SPAD 深度传感器，可提供高分辨率和高速性能。
新款传感器产品采用由 3×3（水平×垂直）SPAD 像素组成的 dToF 像素单元作为最小元件，通过线扫描方法提升测量精度。此外，SSS 的专有器件结构使帧速率高达 20 fps，对于拥有 520 个 dToF 像素的高分辨率 SPAD 深度传感器而言，这是最快的帧速率。
新产品实现了高级驾驶辅助系统（ADAS）和自动驾驶（AD）所需的汽车激光雷达的高分辨率和高速测距性能，有助于实现更安全、更可靠的未来出行。
适用于汽车LiDAR 应用的 IMX479 堆叠 dToF SPAD 深度传感器
LiDAR 技术对于高精度检测和识别路况以及车辆、行人等物体的位置和形状至关重要。随着 LiDAR 技术向可实现自主控制的 3 级自动驾驶迈进，人们对其进一步技术进步和发展的需求日益增长。SPAD 深度传感器采用 dToF 测量方法（LiDAR 测距方法之一），该方法通过检测光从光源发射到被物体反射后返回传感器的飞行时间（时间差）来测量与物体的距离。
新型传感器采用了 SSS 在 CMOS 图像传感器开发过程中获得的专有技术，包括背照式堆叠结构和 Cu-Cu（铜-铜）连接。通过将新开发的距离测量电路和 dToF 像素集成在单个芯片上，新产品实现了高达 20 fps 的高速帧速率，同时以 10 μm 见方的小像素尺寸提供了 520 dToF 像素的高分辨率。
帧率高达20 fps，为 520 dToF 像素 SPAD 深度传感器中的最高帧率。该产品由一块带有背照式 dToF 像素的像素芯片（上图）和一块配备新开发测距电路的逻辑芯片（下图）组成，该逻辑芯片在单个芯片上采用 Cu-Cu 连接。这种设计实现了 10 μm 见方的小像素尺寸，从而实现了 520 dToF 像素的高分辨率。新的测距电路可并行处理多个进程，从而实现更佳的高速处理性能。
这些技术实现了高达 20 fps 的帧速率，是 520 dToF 像素 SPAD 深度传感器中最快的。它们还提供相当于 0.05 度垂直角分辨率的功能，将垂直检测精度提高到传统产品的 2.7 倍。这些元件可以检测对汽车 LiDAR 至关重要的三维物体，包括在 250 米距离内高达 25 厘米的物体（例如轮胎或道路上的其他物体）。
本产品采用 SSS 自主研发的提升距离分辨率电路，对每个 SPAD 像素数据进行单独处理并计算距离，成功将 LiDAR 距离分辨率提升至 5cm 级。
该产品在入射面和像素底部均采用凹凸纹理，并优化了片上透镜形状。入射光发生衍射，以提高吸收率，从而实现对940nm波长（车载激光雷达常用的激光光源）高达37%的光子探测效率。即使在背景光强度达到10万勒克斯或更高的强光条件下，该系统也能以高精度探测和识别最远300米的物体。
SPAD像素横截面结构
今年4月，索尼宣布 AS-DT1 LiDAR 深度传感器实现商业化。
AS-DT1 是世界上最小、最轻的 LiDAR 深度传感器结构，尺寸仅为 29 毫米 x29 毫米 x31 毫米（约 1.14 英寸宽 x1.14 英寸高 x1.22 英寸深），不包括突起部分，重量仅为 50 克。AS-DT1 采用了索尼机器视觉工业相机的微型化和光学镜头技术，非常适合无人机、机器人等对空间和重量有严格限制的应用。
AS-DT1 采用 " 直接飞行时间 ( dToF ) " 激光雷达技术，可提供快速、准确的测量、距离分辨率和测量范围。专有的 dToF 测距模块配备了单光子雪崩二极管 ( SPAD ) 传感器，利用多个测距点进行距离测量，可精确测量长度、宽度和深度这三个维度的距离。
AS-DT1 可以测量低对比度物体和低反射率物体的距离，而其他测距方法较难探测到这些物体。这样就能在不同的环境中精确测量距离，例如在零售店中，预计会有包括人和固定装置在内的各种物体。除了能够在室内和室外精确测量距离外，该传感器还具有紧凑、轻便的设计和坚固的铝制外壳，可集成到各种设备中，如餐厅的餐饮机器人、仓库中的自动移动机器人以及用于检查和勘测的无人机。
索尼专有的 dToF 测距模块配备 SPAD 传感器，可实现高度精确的测量和距离分辨率。此外，它还能准确测量其他测距方法难以探测到的各种物体的距离。这包括低对比度物体、低反射率物体和漂浮物体，因此适合集成到商店和仓库等环境中使用的机器人中。AS-DT1 预计将于 2026 年春季上市。
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来源：半导体产业纵横