- 2021-2-19
- 機械系, 製品ニュース
- Cu-Cu接続, LiDAR, MEMS, SPAD, TDC, ソニー, 測距センサー, 積層型直接 Time of Flight方式, 積層型直接 Time of Flight（dToF）方式
ソニーは2021年2月18日、業界初というSPAD（Single Photon Avalanche Diode）画素を用いた車載LiDAR（ライダー）に向け、積層型直接Time of Flight（dToF）方式の測距センサーを開発したと発表した。最大300mの距離を15cm間隔で、高精度かつ高速に測距できる。
今回開発した積層型直接Time of Flight方式の測距センサーは、同社がCMOSイメージセンサー開発で培ってきた裏面照射型、積層型、Cu-Cu（カッパー・カッパー）接続などの技術を活用し、SPAD画素と測距処理回路を1チップ化。小型で高解像度のセンサーとなっている。
裏面照射型のSPAD画素構造を用いた画素チップと、測距処理回路などを搭載したロジックチップをCu-Cu接続によって一画素ごとに導通している。これにより、下部に光を取り込む画素以外の回路部を配置し、開口率を高めたことで光子検出効率が22％と高くなっている。
また、チップサイズは、小型ながら10μm画素サイズで有効画素数約11万（189画素×600画素）と高解像度化。最大300mの距離を15cm間隔で高精度に測距でき、LiDARの検知、認識性能を向上するという。
ポイントクラウド（従来のLiDAR）
ポイントクラウド（開発品搭載のLiDAR）
検出した光子の飛行時間をデジタル値に変換するTime to Digital Converter（TDC）と、パッシブ型クエンチング／リチャージ回路は独自に開発。画素ごとにCu-Cu接続し、一光子あたりの応答速度を通常時6ナノ秒に高めている。周囲の状況を高速な測距処理によりリアルタイムで検知、認識し、より安全な走行に貢献する。
－40℃から125℃の厳しい条件下でも、独自のSPAD画素構造によって安定的な光子検出効率、応答速度を持ち、LiDARの信頼性を向上するという。
光子検出効率と動作温度
応答速度と動作温度
同社は評価用として、開発品を搭載したMEMS（Micro Electro Mechanical Systems）方式のLiDARも開発し、提供を開始している。
