9月6日，索尼半导体解决方案(Sony Semiconductor Solutions)公司宣布推出行业首个堆叠式SPAD深度传感器IMX459，用于使用直接飞行时间(dToF)方法的汽车LiDAR应用。该产品将微小的10 μm方形单光子雪崩二极管(SPAD)像素和测距处理电路封装在单个芯片上，从而形成紧凑的1/2.9型外形尺寸，提供高精度、高速距离测量。
随着高级驾驶辅助系统(ADAS)和自动驾驶(AD)的普及，该全新传感器可提高汽车LiDAR检测和识别性能，从而有助于实现安全、可靠的未来出行。
除了车载摄像头和毫米波雷达等传感设备外，激光雷达作为一种高精度检测和识别道路状况以及汽车和行人等物体的位置和形状的方法，正变得越来越重要。但在进一步推动LiDAR发展并扩大市场中，一些技术障碍仍然存在，包括需要进一步提高测距性能、在所有环境条件下提供更高的安全性和可靠性，以及转向固态设计以使外观更紧凑且成本更低。为解决上述问题，人们提出了众多方案。
用于LiDAR距离测量的各种方案中，SPAD像素用作dToF传感器中的一种检测器，即测量与物体间的距离，方法是通过检测从光源发出的光，在被物体反射后回到传感器的飞行时间(时间差)。通过利用索尼在CMO图像传感器开发过程中创造的背照式像素结构、堆叠配置和Cu-Cu连接等技术，索尼成功地构建了独特的设备结构，其中包括单芯片上的SPAD像素和测距处理电路。该设计有助于实现微小的10 μm方形像素尺寸，从而在1/2.9类型格式上实现外形紧凑及约100,000个有效像素的高分辨率。此外，它还提供增强的光子检测效率和改进的响应能力，能够以15厘米的距离分辨率从远距离到近距离进行高速、高精度的距离测量。该产品符合汽车应用的功能安全标准，有助于提高激光雷达的可靠性，且其单芯片结构有助于实现更紧凑、低成本的激光雷达。
本产品采用堆叠式配置，其中Cu-Cu连接可用来导通背照式SPAD像素芯片(上)和配备测距处理电路的逻辑芯片(下)之间的每个像素。因此可实现在像素芯片底部配置电路，并保持高开口率，以及10 μm的小像素尺寸。该产品还采用表面不规则的光入射面来折射入射光，从而提高吸收率。上述特性使汽车LiDAR激光光源常用的905 nm波长的光子检测效率高达24%。例如，可以在高分辨率和距离分辨率下检测反射率低的远处物体。此外，电路部分包含有源充电电路，每个像素都有一个Cu-Cu连接，允许每个光子在正常工作时的响应速度约为6纳秒。
该产品符合AEC-Q100 2级汽车电子元件可靠性测试的要求。索尼还推出了符合ISO 26262汽车功能安全标准的开发流程，支持功能安全要求级别ASIL-B(D)，用于故障检测、通知和控制等功能，从而进一步提高LiDAR的可靠性。
索尼还开发了配备这款新产品的机械扫描LiDAR参考设计，现已提供给客户和合作伙伴。该设计将帮助客户和合作伙伴节省LiDAR开发时间，并通过优化设备选择来降低成本。
(关键字：索尼 堆叠式 传感器)