松下新研发TOF图像传感器，可应用于车辆远程成像和广域监控

3月30日讯，据外媒报道，日本松下公司宣布已经研发出一种飞行时间图像传感器。该传感器利用雪崩光电二极管（APD）像素，能够根据物体的位置（最远 200 米）获取高精度的 3D 信息，可应用于车辆远程成像和广域监控等多个领域。该款新研发的 TOF 图像传感器通过电子乘法器的垂直堆叠结构和电子存储，将 APD 像素区缩减，让其可集成 100 万的像素。松下公司于 2018 年 6 月推出了采用 APD 像素的 TOF 图像传感器，而新款传感器就是基于该技术打造而成。

除了配备松下公司研发的远程高分辨率 3D 远程成像技术之外，该传感器还具有较高的测距精度，而这一点对于之前传统 TOF 传感器和激光雷达而言都非常难实现。该新型传感器还能够准确地探测到远处被遮住的人和物。

新款传感器具有以下优点：

1. 是一款高分辨率、高灵敏度的 TOF 图像传感器，采用 100 万像素的 APD，是松下传统传感器像素数的 4 倍

传统 TOF 传感器等图像传感器会将一个已经进入其像素的单个光子转化为一个电子，因此，由于信号光对噪声的敏感性，当信号光弱到接近单光子水平时，就会出现灵敏度低的问题。

传统的 APD 传感器称为 SPAD（单光子雪崩二极管），它在一个像素内倍增电子，具有较大的像素面积，因此难以小型化。新研发的垂直堆叠 APD（VPAD），通过将光电转换器、电子倍增器，和信号存储器垂直堆叠，减小了面积。从而形成 6μm 的像素间距。从而让图像传感器灵敏度信号放大 10000 倍，达到 100 万像素的高分辨率。

2. 采用 TOF 获取具有高测距精度的 3D 远程图像，即使在 10 米至 100 米的远距离范围内，可能实现 10 厘米间隔的传感器，是松下传统传感器测距精度的 15 倍

一般而言，TOF 测距通过测量光子从光源发射到物体、反射和返回的飞行时间来计算距离。松下先前已经开发了一种 3D 远程成像技术，该技术使用一种独特的短脉冲 TOF 方法，测距精度为 1.5 米间隔，最远可达 250 米距离。该技术基于弱光探测技术实现的，通过在所有 APD 像素中构建独特集成电路，可靠地捕获单个光子的弱信号，从而可以根据概率计算入射光子的数量。

松下新研发了一种光子积累和时间分割间接 TOF 技术，能够将入射光子数转换为集成信号，并在短距离应用间接 TOF 计算，从而可在长距离范围内（10 至 100 米）实现测距精度为 10 厘米的 3D 远程成像，而传统的 TOF 传感器和激光雷达很难达到。

该传感器在实现远程测量，具备高分辨率的同时，还具有较高的测距精度，即使在很远的距离，也能获取 3D 远程图像，此类图像识别出了被遮住的人和小物体的位置和形状。

责任编辑：高通