以領先的光子探測率實現高精度、低功耗測距

據麥姆斯咨詢報道，近期，索尼半導體解決方案公司（中文簡稱：索尼；英文簡稱：Sony）發布了一款用于智能手機的直接飛行時間（dToF）SPAD距離傳感器——IMX611。

該傳感器采用了索尼自研的SPAD（單光子雪崩二極管）像素構造，可以實現領先的光子探測率——高達28%。由此，在得以實現高精度測距性能的同時，還有助于系統整體功耗的降低。該傳感器將被搭載于智能手機，為那些基于距離信息的新功能以及應用程序（APP）的新價值創造做出貢獻。

索尼SPAD dToF距離傳感器IMX611

該SPAD dToF距離傳感器能夠正確地測量與目標物體的距離，可被應用于能見度較差的暗光環境，有助于提高攝像頭自動對焦性能，也可以實現目標物體的背景虛化、廣角拍攝和遠攝的無縫切換等功能，從而拓展智能手機的拍攝體驗。同時，讓三維空間識別、增強現實（AR）應用、動作捕捉、手勢識別等成為可能，隨著今后“元宇宙（Metaverse）”的普及，虛擬現實（VR）頭戴式設備和AR眼鏡的市場需求也將大增，該傳感器還將有望提升此類設備的人機交互性能。?

??使用索尼SPAD dToF距離傳感器的應用示例：

核心功能

■ 領先的光子探測率，可實現高精度、低能耗測距

該傳感器通過銅-銅（Cu-Cu）連接方式堆疊了背照式SPAD像素芯片（上層）和搭載了信號處理電路的邏輯芯片（下層）——實現每一個像素與電路的連接。通過在像素層的下方部署電路層，確保開口率的同時，實現了SPAD微小的像素尺寸（10μm）。此外，索尼還在像素方面進行了如下優化：

?在光入射面上設置凹凸結構，通過讓入射光衍射來提高吸光率；

?通過優化像素內雪崩區域的設計，有效地產生倍增現象。

索尼SPAD?dToF距離傳感器結構圖

得益于上述索尼自研的像素結構，在目前廣泛普及的940 nm波長的智能手機VCSEL光源下，該SPAD圖像傳感器實現了領先的光子探測率（28%），能夠高精度測距的同時，減少了系統整體的耗電量。

■ 索尼自研的信號處理功能，讓系統整體開發更簡易

通過在SPAD?dToF距離傳感器內的邏輯芯片中內置索尼自研的信號處理功能，將從SPAD像素取得的原始RAW信息轉換為距離信息之后輸出。上述整個過程在該傳感器內部即可完成，這樣可以減輕后期處理的負擔，從而簡化智能手機系統整體的開發。

編輯：黃飛

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