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索尼開發出堆疊式激光傳感器IMX459

2021-09-07 來源:蓋世汽車

9月6日,索尼半導體解決方案(Sony Semiconductor Solutions)公司宣布推出行業首個堆疊式SPAD深度傳感器IMX459,用于使用直接飛行時間(dToF)方法的汽車LiDAR應用。該產品將微小的10 μm方形單光子雪崩二極管(SPAD)像素和測距處理電路封裝在單個芯片上,從而形成緊湊的1/2.9型外形尺寸,提供高精度、高速距離測量。


(圖片來源:索尼)


隨著高級駕駛輔助系統(ADAS)和自動駕駛(AD)的普及,該全新傳感器可提高汽車LiDAR檢測和識別性能,從而有助于實現安全、可靠的未來出行。


除了車載攝像頭和毫米波雷達等傳感設備外,激光雷達作為一種高精度檢測和識別道路狀況以及汽車和行人等物體的位置和形狀的方法,正變得越來越重要。但在進一步推動LiDAR發展并擴大市場中,一些技術障礙仍然存在,包括需要進一步提高測距性能、在所有環境條件下提供更高的安全性和可靠性,以及轉向固態設計以使外觀更緊湊且成本更低。為解決上述問題,人們提出了眾多方案。


用于LiDAR距離測量的各種方案中,SPAD像素用作dToF傳感器中的一種檢測器,即測量與物體間的距離,方法是通過檢測從光源發出的光,在被物體反射后回到傳感器的飛行時間(時間差)。通過利用索尼在CMO圖像傳感器開發過程中創造的背照式像素結構、堆疊配置和Cu-Cu連接等技術,索尼成功地構建了獨特的設備結構,其中包括單芯片上的SPAD像素和測距處理電路。該設計有助于實現微小的10 μm方形像素尺寸,從而在1/2.9類型格式上實現外形緊湊及約100,000個有效像素的高分辨率。此外,它還提供增強的光子檢測效率和改進的響應能力,能夠以15厘米的距離分辨率從遠距離到近距離進行高速、高精度的距離測量。該產品符合汽車應用的功能安全標準,有助于提高激光雷達的可靠性,且其單芯片結構有助于實現更緊湊、低成本的激光雷達。


本產品采用堆疊式配置,其中Cu-Cu連接可用來導通背照式SPAD像素芯片(上)和配備測距處理電路的邏輯芯片(下)之間的每個像素。因此可實現在像素芯片底部配置電路,并保持高開口率,以及10 μm的小像素尺寸。該產品還采用表面不規則的光入射面來折射入射光,從而提高吸收率。上述特性使汽車LiDAR激光光源常用的905 nm波長的光子檢測效率高達24%。例如,可以在高分辨率和距離分辨率下檢測反射率低的遠處物體。此外,電路部分包含有源充電電路,每個像素都有一個Cu-Cu連接,允許每個光子在正常工作時的響應速度約為6納秒。


(圖片來源:索尼)


該產品符合AEC-Q100 2級汽車電子元件可靠性測試的要求。索尼還推出了符合ISO 26262汽車功能安全標準的開發流程,支持功能安全要求級別ASIL-B(D),用于故障檢測、通知和控制等功能,從而進一步提高LiDAR的可靠性。


索尼還開發了配備這款新產品的機械掃描LiDAR參考設計,現已提供給客戶和合作伙伴。該設計將幫助客戶和合作伙伴節省LiDAR開發時間,并通過優化設備選擇來降低成本。



(圖片來源:索尼)


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