ソニー、車載LiDARに向け積層型直接Time of Flight方式測距センサー より安全な自動運転に貢献

ソニーが開発した、業界初のPAD画素を用いた車載LiDAR（ライダー）向け積層型直接Time of Flight（dToF)方式の測距センサー

　ソニーは2月18日、業界初のSPAD（Single Photon Avalanche Diode）画素を用いた車載LiDAR（ライダー）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。2月13日から開催されているISSCC（国際固体素子回路会議）で発表した。

　SPADとは入射した1つの光子（フォトン）から、雪崩のように電子を増幅させる「アバランシェ増倍」を利用する画素構造で、弱い光でも検出することができるとしている。このSPAD画素を対象物までの距離を測定するdToF方式の受光素子として用いることで、長距離かつ高精度な距離測定が可能となった。

　この開発品は、裏面照射型のSPAD画素構造を用いた画素チップ（上部）と測距処理回路などを搭載したロジックチップ（下部）を、Cu-Cu接続を用いて1画素ごとに導通。光を取り込む画素以外の回路部を下部に配置し開口率を高め、22%の高い光子検出効率を実現。チップサイズは対角6.25mm（1/2.9型）と小型ながら、10μm画素サイズで有効画素数約11万（189画素×600画素）の高解像度化を図っている。

　これにより実現できる精度は、最大300mの距離を15cm間隔で測距可能。このLiDARで、より安全な自動運転に貢献するとしている。また、独自のSPAD画素構造により、－40℃から125℃の厳しい条件下においても、安定的な光子検出効率および応答速度を実現するという。

cu-cu接続を行なっている

仕様

SPAD画素数：189画素（H）×600画素（V）、約11万画素
イメージサイズ：対角6.25mm（1/2.9型）
推奨光源波長：905nm
SPADユニットセルサイズ：10μm×10μm
エレメントサイズ（ToF画素単位）：3画素（H）×3画素（V）
消費電力：1192mW
光子検出効率：22％
応答速度：6ns
飽和信号量（最大カウントレート）：60,000,000cps
最大検知距離：300m
300m測距時の距離精度：
3画素（H）×3画素（V）加算モード、30cm
6画素（H）×6画素（V）加算モード、15cm