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索尼发布堆叠式SPAD深度传感器IMX479,助力车载激光雷达实现高精度高速测距
2025-06-10 13:08:05
广州日报新花城

索尼半导体解决方案公司(下称:“SSS”)宣布推出一款兼顾高分辨率和高速测距性能的直接飞行时间(dToF)堆叠式SPAD深度传感器“IMX479”,面向车载激光雷达应用。

新传感器使用最小3×3(水平×垂直)SPAD像素组合作为一个dToF像素,在提高线扫描系统的精度的同时,采用特别的元器件结构实现了520dToF像素的高分辨率※1,并支持高达20fps※1的帧率※2

随着高级驾驶辅助系统(ADAS)和自动驾驶(AD)的普及,激光雷达的分辨率和测距性能的要求持续提高。IMX479的推出,有助于提升车载激光雷达的感知能力,助力实现更安全、智能的未来移动出行。

※1:根据SSS调查(截至2025年6月12日新闻发布时)

※2:帧率会因水平视场角(FOV)或分辨率的不同而有所变化。

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应用于车载激光雷达的dToF堆叠式SPAD深度传感器“IMX479”

※3:价格根据数量等因素可能有所调整。

在实现自动驾驶L3及以上级别的操作过程中,激光雷达作为实现高精度环境探测、路况识别以及感知汽车和行人等目标位置和形状的重要传感器,正变得日益关键,其技术也亟待升级。在多种激光雷达测距的方法中,SPAD深度传感器作为dToF传感器中的一种探测元素,通过检测光源发射的光被物体反射后返回到传感器的飞行时间(时间差),来测量距离。

SSS利用在CMOS图像传感器开发过程中创造的背照式像素结构、堆叠结构和Cu-Cu(铜-铜)连接※4等先进技术,将新开发的测距处理电路和dToF像素封装在单个芯片上,在保持10平方微米的像素尺寸的同时,实现了520dToF像素的高分辨率与高达20fps的帧率。

※4:在堆叠像素部分(顶部芯片)和逻辑电路(底部芯片)时通过连接的Cu(铜)焊盘实现电气连接的技术。与通过插入像素区域周围的电极实现连接的硅通孔(TSV)布线相比,这种方法提供了更多的设计自由度、提高了生产效率、允许更紧凑的尺寸并提高了性能。

<主要特点>

■  520dToF像素SPAD深度传感器实现高※1达20fps的帧率

IMX479通过使用Cu-Cu连接的堆栈结构,将背照式dToF像素芯片(上层)和搭载新开发的测距处理电路等的逻辑芯片(下层)封装在单个芯片上。由此,在保持10平方微米的小像素尺寸下,实现了520dToF像素的高分辨率。此外,此次新开发的测距处理电路可以并行处理多个任务,提高了传感器的处理速度。

凭借上述技术,520dToF像素SPAD深度传感器实现了高※1达20fps的帧率输出。同时,在垂直方向上实现了相当于0.05度的角分辨率,使垂直方向的检测精度相比传统产品※5提高了约2.7倍。在车载激光雷达关键的三维目标监测中,可以准确识别250米外、仅25厘米高的物体(如掉落在道路上的轮胎)。

※5:与本公司的1/2.9型、有效像素约为10万的SPAD深度传感器“IMX459”比较。

※6:基于SSS内部测试结果。

■  实现5厘米间隔的高距离分辨率

新产品的测距处理电路可独立处理每个SPAD像素的数据并计算距离,使激光雷达的距离分辨率提高到了5厘米间隔。

■  37%的高光子探测效率,最远可探测300米外的目标

IMX479对像素的光入射面和底面进行了不规则设计,并优化了透镜形状。通过折射入射光来提高吸收率,使车载激光雷达光源常用的940纳米波长达到了37%的光子探测效率。因此,即使在100,000lux以上的强光背景光环境下,也可以高精度地探测和识别最远300米外的目标物体。

SSS同步开发了搭载IMX479的机械扫描※7激光雷达评估平台,现已开放给客户和合作伙伴。该平台将支持激光雷达系统的评估与新产品开发

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※7: 一种通过旋转的镜子反射来自固定激光光源的光束,从而实现大范围水平扫描的方法。


索尼集团公司是一家建立在坚实技术基础上的创意娱乐公司,现运营六大业务板块:游戏与网络服务业务;音乐业务;影视业务;娱乐、技术及服务业务;影像与传感解决方案业务;金融服务业务。索尼的企业宗旨是“用创意和科技的力量感动世界”。公司在截至2025年3月31日结束的2024财年,合并销售收入达约850亿美元。


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