6月10日,索尼半导体解决方案公司(Sony Semiconductor Solutions,SSS)宣布即将推出适用于车载激光雷达(LiDAR)系统的IMX479堆叠式直接飞行时间(dToF)SPAD深度传感器,该传感器兼具高分辨率和高速性能。

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这款新型传感器产品采用由3×3(水平×垂直)SPAD像素组成的dToF像素单元作为最小元件,通过线扫描方法提高测量精度。此外,SSS的专有器件结构可实现高达20 fps*的帧速率,这对于拥有520个dToF像素的高分辨率SPAD深度传感器而言是最快的。

新产品能够满足高级驾驶辅助系统(ADAS)和自动驾驶(AD)中车载激光雷达(LiDAR)所需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。

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L3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),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。

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主要特点

■ 帧率高达20 fps,为520 dToF像素SPAD深度传感器中的最高帧率

新产品由一块背照式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,该逻辑芯片采用Cu-Cu连接技术,集成于同一芯片上。这种设计实现了10 μm见方的小像素尺寸,并实现了520 dToF像素的高分辨率。全新的测距电路可并行处理多个进程,从而实现更高速的处理性能。

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,包括距离250米、高达25厘米的物体(例如轮胎或道路上的其他物体)。

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■ 卓越的5厘米级距离分辨率

SSS为提升本产品的距离分辨率而开发的专有电路,可单独处理每个SPAD像素数据并计算距离。此举成功将LiDAR的距离分辨率提升至5厘米级。

■ 高达37%的光子探测效率,可探测最远300米的物体

新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,从而对汽车LiDAR激光光源常用的940 nm波长实现高达37%的光子探测效率。即使在背景光强度高达100,000勒克斯或更高的强光条件下,该系统也能高精度地探测和识别最远300米的物体。

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用于产品评估的机械扫描激光雷达

SSS已开发出一款搭载该新型传感器的机械扫描LiDAR单元,用于产品评估,并将提供给客户和合作伙伴。这将有助于客户和合作伙伴的激光雷达开发和产品评估计划。