Датчик удаленности от Sony на основе SPAD-матрицы со стековой конфигурацией, для использования в автомобильных LiDAR-системах

Корпорация Sony Semiconductor объявила о предстоящем выпуске первого в отрасли датчика расстояния IMX459 со стековой конфигурацией на основе детекторов фотонов SPAD, предназначенного для применения в автомобильных LiDAR-приложениях и использующего метод прямого измерения времени пролета (dToF, direct Time-of-Flight).

Новинка объединяет крошечные квадратные пиксели однофотонных лавинных диодов (SPAD, single-photon avalanche diode) размером 10 мкм и электронную схему для обработки данных и вычисления расстояния на одном чипе, что позволяет получить датчик в компактном форм-факторе с типоразмером 1/2,9, обеспечивающий высокую точность и высокую скорость измерения расстояния.

Новый датчик способствует развитию безопасного и надежного транспорта будущего за счет улучшения характеристик обнаружения и распознавания в современных автомобильных LiDAR-системах. Эта технология необходима для массового внедрения передовых систем помощи водителю (ADAS) и технологий автономного вождения (AD).

Основные характеристики:

• Высокая скорость и точность измерения расстояний за счет стековой конфигурации с квадратными пикселями SPAD размером 10 мкм и вычислительной схемой для расчета расстояния. В данном продукте используется стековая конфигурация, при которой соединение Cu-Cu обеспечивает контакт между каждым пикселем SPAD с задней подсветкой (которые расположены в верхней части устройства) и вычислительной схемой для расчета расстояния (в нижней части устройства). Такой подход позволяет получить конструкцию, в которой логическая схема размещена под пикселями, с сохранением высокой светосилы и малого размера пикселя — всего 10 мкм. Кроме того, поверхность, на которую падает свет в датчике, имеет неровности для его преломления, что позволяет повысить скорость поглощения. Эти особенности обеспечивают высокую эффективность обнаружения фотонов на уровне 24% при длине волны 905 нм, широко используемой в лазерных источниках света автомобильных LiDAR-систем. Это позволяет, например, обнаруживать удаленные объекты, обладающие низким коэффициентом отражения, с улучшенным разрешением и с более высокой точностью определения расстояния. Кроме того, в продукте реализована активная схема заряда, доступная благодаря использованию соединения Cu-Cu для каждого пикселя, что в обычных условиях обеспечивает время отклика для каждого фотона примерно 6 нс. Такая конфигурация поддерживает высокую скорость и точность измерения расстояний с разрешением в пределах 15 см как на больших, так и на малых дистанциях. Это способствует улучшению характеристик обнаружения и распознавания объектов в автомобильных LiDAR-системах.
• Соблюдение стандартов функциональной безопасности для применения в автомобилях помогает повысить надежность будущих LiDAR-систем. Данный продукт пройдет сертификацию на соответствие требованиям AEC-Q100 Grade 2, используемых при тестировании надежности автомобильных электронных компонентов. Кроме того, Sony представила процесс разработки, который соответствует стандартам функциональной безопасности автомобилей ISO 26262 и поддерживает требования к функциональной безопасности ASIL-B (D) для обнаружения отказов, уведомления и контроля. Все это будет способствовать повышению надежности LiDAR-систем.

Sony также разработала типовой вариант дизайна LiDAR-системы с механическим сканированием, в котором используется новый продукт. Представленный типовой вариант дизайна поможет клиентам и партнерам сэкономить человеко-часы при разработке LiDAR-системы, а также позволит им сократить расходы за счет оптимизации выбора компонентов.