據(jù)外媒報(bào)道，當(dāng)?shù)貢r(shí)間2月18日，日本松下公司宣布已經(jīng)研發(fā)出一種飛行時(shí)間圖像傳感器。該傳感器利用雪崩光電二極管（APD）像素，能夠根據(jù)物體的位置（最遠(yuǎn)200米）獲取高精度的3D信息，可應(yīng)用于車輛遠(yuǎn)程成像和廣域監(jiān)控等多個(gè)領(lǐng)域。

（圖片來(lái)源：松下公司）

該款新研發(fā)的TOF圖像傳感器通過(guò)電子乘法器的垂直堆疊結(jié)構(gòu)和電子存儲(chǔ)，將APD像素區(qū)縮減，讓其可集成100萬(wàn)的像素。松下公司于2018年6月推出了采用APD像素的TOF圖像傳感器，而新款傳感器就是基于該技術(shù)打造而成。此外，除了配備松下公司研發(fā)的遠(yuǎn)程高分辨率3D遠(yuǎn)程成像技術(shù)之外，該傳感器還具有較高的測(cè)距精度，而這一點(diǎn)對(duì)于之前傳統(tǒng)TOF傳感器和激光雷達(dá)而言都非常難實(shí)現(xiàn)。該新型傳感器還能夠準(zhǔn)確地探測(cè)到遠(yuǎn)處被遮住的人和物。

新款傳感器具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1、  是一款高分辨率、高靈敏度的TOF圖像傳感器，采用100萬(wàn)像素的APD，是松下傳統(tǒng)傳感器像素?cái)?shù)的4倍；

傳統(tǒng)TOF傳感器等圖像傳感器會(huì)將一個(gè)已經(jīng)進(jìn)入其像素的單個(gè)光子轉(zhuǎn)化為一個(gè)電子，因此，由于信號(hào)光對(duì)噪聲的敏感性，當(dāng)信號(hào)光弱到接近單光子水平時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)靈敏度低的問(wèn)題。傳統(tǒng)的APD傳感器稱為SPAD（單光子雪崩二極管），它在一個(gè)像素內(nèi)倍增電子，具有較大的像素面積，因此難以小型化。新研發(fā)的垂直堆疊APD（VPAD），通過(guò)將光電轉(zhuǎn)換器、電子倍增器,和信號(hào)存儲(chǔ)器垂直堆疊，減小了面積。，從而形成6μm的像素間距。從而讓圖像傳感器靈敏度信號(hào)放大10000倍，達(dá)到100萬(wàn)像素的高分辨率。

2、  采用TOF獲取具有高測(cè)距精度的3D遠(yuǎn)程圖像，即使在10米至100米的遠(yuǎn)距離范圍內(nèi)，可能實(shí)現(xiàn)10厘米間隔的傳感器，是松下傳統(tǒng)傳感器測(cè)距精度的15倍。

一般而言，TOF測(cè)距通過(guò)測(cè)量光子從光源發(fā)射到物體、反射和返回的飛行時(shí)間來(lái)計(jì)算距離。松下先前已經(jīng)開(kāi)發(fā)了一種3D遠(yuǎn)程成像技術(shù)，該技術(shù)使用一種獨(dú)特的短脈沖TOF方法，測(cè)距精度為1.5米間隔，最遠(yuǎn)可達(dá)250米距離。該技術(shù)基于弱光探測(cè)技術(shù)實(shí)現(xiàn)的，通過(guò)在所有APD像素中構(gòu)建獨(dú)特集成電路，可靠地捕獲單個(gè)光子的弱信號(hào)，從而可以根據(jù)概率計(jì)算入射光子的數(shù)量。松下新研發(fā)了一種光子積累和時(shí)間分割間接TOF技術(shù)，能夠?qū)⑷肷涔庾訑?shù)轉(zhuǎn)換為集成信號(hào)，并在短距離應(yīng)用間接TOF計(jì)算，從而可在長(zhǎng)距離范圍內(nèi)（10至100米）實(shí)現(xiàn)測(cè)距精度為10厘米的3D遠(yuǎn)程成像，而傳統(tǒng)的TOF傳感器和激光雷達(dá)很難達(dá)到。該傳感器在實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程測(cè)量，具備高分辨率的同時(shí)，還具有較高的測(cè)距精度，即使在很遠(yuǎn)的距離，也能獲取3D遠(yuǎn)程圖像，此類圖像識(shí)別出了被遮住的人和小物體的位置和形狀。

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