近日，索尼半导体解决方案公司（下称：索尼）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（LiDAR）应用。这款新传感器使用最小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，采用独特的元器件结构实现了520 dToF像素的高分辨率，并支持最高20 fps的帧率。

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。索尼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。

应用于车载激光雷达的dToF堆叠式SPAD深度传感器“IMX479”

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。

索尼利用在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520 dToF像素的高分辨率与最高20 fps的帧率。

主要特点

01 520 dToF像素SPAD深度传感器实现最高达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520 dToF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。

凭借在上述技术，520 dToF像素SPAD深度传感器实现了最高达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）。 

02 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。

03 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。

SPAD像素的截面结构

04 用于评估本产品的机械扫描激光雷达

索尼同步开发了搭载IMX479的机械扫描激光雷达评估平台，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。