索尼半导体解决方案公司的IMX459是一款堆叠式SPAD深度传感器，专为汽车激光雷达应用而设计。它的分辨率为597 (H) x 168 (V)，采用1/2.9型形式，探测范围达300米。该单芯片传感器具有距离测量处理电路，该电路使用其10 μm平方的单光子雪崩二极管(SPAD)像素和直接飞行时间(dToF)方法提供高精度，高速距离测量。它利用索尼的技术，如背光像素结构、堆叠配置和Cu-Cu连接，提供高达24%的光探测效率和大约6 ns的响应速度。该图像传感器可通过MIPI CSI-2串行输出4/2通道接口进行控制。

 

IMX459需要3.3 V(模拟)、1.1 V(数字)和1.8 V(接口)的直流电源。它采用152引脚塑料BGA封装，尺寸为15.65 x 15.35 mm，是自动驾驶(AD)和高级驾驶辅助系统(ADAS)应用的理想选择。

型号名称 IMX459

波长：905nm

有效像素：597 x 168 像素 (H x V), 约100,000像素

图像尺寸：对角线长度6.25 mm (1/2.9型)

建议光源波长：905 nm

SPAD单元尺寸：10.08 μm x 10.08 μm (H x V)

单元尺寸：（ToF像素单位） 3 x 3 (H x V)

光子探测效率 ：24%

响应速度： 约6 ns

电源：SPAD击穿电压 -20.5V

           SPAD 超额电压 3.3V

           模拟 3.3V

           数字 1.1V

           交互 1.8V

接口：MIPI CSI-2 串行输出 (4 线/ 2线)

封装：152-pin 塑料BGA

封装尺寸：15.65 mm x 15.35 mm (H x V)

最大探测距离：300 m

300米测距时的距离精度： 3 x 3像素(H x V) 相加模式: 30 cm

                                           6 x 6像素(H x V) 相加模式: 15 cm

 

索尼还开发了搭载这款新传感器的机械扫描*8激光雷达参考设计，现已提供给客户和合作伙伴。提供设计将帮助客户和合作伙伴在激光雷达开发过程中节省工时，并通过优化元器件选择来降低成本。

 

*8：一种通过高速旋转多面镜对从激光二极管发射的激光进行水平扫描的方法。

 

得益于10平方微米SPAD像素和测距处理电路的堆栈式结构，可实现高速度、高精度的测距性能

该传感器采用堆栈式结构，背照式SPAD像素芯片（上）和搭载测距处理电路的逻辑芯片（下）之间通过Cu-Cu连接实现各个像素的导通。这样的结构允许将电路放置在像素芯片底部，保持高开口率*6，同时实现10平方微米的小像素尺寸。传感器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。这些特点使汽车激光雷达光源常用的905纳米波长达到24%的光子探测效率。例如，可以实现以高分辨率和距离分辨率探测到反射率低的远处物体。此外，电路部分包含一个有源充电电路，由Cu-Cu连接各个像素，令单个光子在正常工作时的响应速度达到约6纳秒*7。

 

*6：从光入射侧看每个像素的开口部分（除遮光部分以外的部分）的比率

 

*7：在85°C的温度环境中

 

这种独特的堆叠结构能够以15厘米为单位范围从远距离到近距离进行高速度、高精度的距离测量，从而有助于提高汽车激光雷达的探测和识别性能。