Czujnik odległości Sony typu SPAD do lidarów samochodowych
Dzięki większej zdolności do wykrywania i rozpoznawania nowy czujnik odległości przyczyni się do zwiększenia poziomu bezpieczeństwa w przyszłych pojazdach.
Firma Sony Semiconductor Solutions Corporation ma w planach wprowadzić warstwowy czujnik odległości SPAD do lidarów samochodowych (IMX459), który jako pierwszy na rynku będzie oparty na technologii dToF (ang. direct Time-of-Flight, bezpośredni czas przelotu).*1
W produkcie zastosowano maleńkie (10 μm), kwadratowe fotodiody typu SPAD (ang. single-photon avalanche diode — jednofotonowa dioda lawinowa)*2 połączone w jednym układzie scalonym z obwodem przetwarzania pomiaru odległości. Uzyskany w ten sposób kompaktowy czujnik typu 1/2,9″ gwarantuje dokładny i szybki pomiar odległości.
Nowy czujnik przyczyni się do poprawy poziomu bezpieczeństwa w przyszłych pojazdach. Zastosowany w lidarach samochodowych, umożliwi zwiększenie wydajności wykrywania i rozpoznawania obiektów, niezbędne ze względu na upowszechnianie się zaawansowanych systemów wspomagania kierowcy (ADAS) i jazdy autonomicznej (AD).
Oprócz kamer samochodowych i radarów wykorzystujących fale o długości rzędu milimetrów coraz większe znaczenie zyskują lidary. Czujniki te pozwalają precyzyjnie wykrywać i rozpoznawać warunki na drodze oraz umiejscowienie i kształty obiektów, takich jak pojazdy i piesi. Przeszkodę w upowszechnieniu lidarów stanowi jednak niedoskonała technologia. Potrzebne jest zwiększenie efektywności pomiaru odległości, zapewnienie bezpieczeństwa i niezawodności bez względu na warunki użytkowania i środowisko pracy, a także przejście na konstrukcje solid-state*4, pozwalające obniżyć wymiary i cenę. Pokonaniu tych ograniczeń służy szereg podejmowanych obecnie działań.
Pomiar odległości przez lidar odbywa się różnymi metodami. Jedną z nich jest zastosowanie pikseli SPAD jako detektora w czujniku dToF, który określa odległość od obiektu poprzez pomiar czasu między emisją impulsu światła ze źródła a jego powrotem do czujnika po odbiciu od obiektu. Dzięki firmowym rozwiązaniom powstałym w procesie rozwoju matryc obrazu CMOS, takim jak technologia BSI, konfiguracje warstwowe i łączenia Cu-Cu*5, firma Sony zdołała stworzyć unikatową konstrukcję, łączącą piksele SPAD z obwodem przetwarzania pomiaru odległości w jednym układzie scalonym. Rozwiązanie to pomogło uzyskać maleńkie (10 μm), kwadratowe piksele i zapewnić małe wymiary matrycy typu 1/2,9″ o efektywnej rozdzielczości około 100 000 pikseli. Dzięki większej efektywności wykrywania fotonów i lepszym reakcjom układu osiągnięto szybkość i dokładność pomiarów w przedziałach co 15 cm, od dużych do małych odległości. Produkt spełnia wymogi norm bezpieczeństwa funkcjonalnego w zastosowaniach motoryzacyjnych. Pomoże zwiększyć niezawodność lidarów, a dzięki integracji w jednym układzie scalonym przyczyni się do zmniejszenia wymiarów i ceny.