索尼半導(dǎo)體解決方案公司（下稱：索尼）今日發(fā)布了一款用于智能手機(jī)的直接飛行時間(dToF)式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*1構(gòu)造，可實現(xiàn)領(lǐng)先的光子探測率，高達(dá)28%。由此，在得以實現(xiàn)高精度測距性能的同時，還有助于系統(tǒng)整體功耗的降低。該傳感器將被搭載于智能手機(jī)，為那些基于距離信息的新功能以及應(yīng)用（APP）的新價值創(chuàng)造做出貢獻(xiàn)。

*1：SPAD是一種像素結(jié)構(gòu)，可利用雪崩倍增技術(shù)，將單個入射光子的電子放大，從而形成雪崩式疊加。

*2:基于圖像傳感器的有效像素測定方法。

一般而言，SPAD像素通過檢測從光源反射回對象物的光的飛行時間來獲取距離信息，作為直接飛行時間（dToF）感光元器件之一被廣泛采用。

此次發(fā)布的傳感器采用索尼自研的SPAD像素結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)了領(lǐng)先的光子探測率，達(dá)到28%。如此，即使是從光源反射回對象物的微弱光子也可被檢測，實現(xiàn)高精度測距。此外，即使降低激光輸出光源同樣能實現(xiàn)高性能測距，為減少智能手機(jī)的系統(tǒng)整體的耗電做出貢獻(xiàn)。

該傳感器能正確地測量與被攝體的距離，所以被有效利用于能見度較差的暗光環(huán)境中，有助于提高自動對焦性能，被攝體的背景虛化，廣角拍攝和遠(yuǎn)攝的無縫切換等，拓展智能手機(jī)的拍攝體驗。同時，讓三維空間識別，AR遮擋*3，動作捕捉·手勢識別等成為可能，隨著今后元宇宙的普及，VR頭戴式顯示器和AR眼鏡的市場需求也將大增，該傳感器還將有望貢獻(xiàn)于此類設(shè)備的性能提升。

*3：AR空間中，虛擬物體被現(xiàn)實物體遮擋的狀態(tài)。

＜核心功能＞

·?領(lǐng)先的光子探測率，可實現(xiàn)高精度、低能耗測距

該傳感器通過銅-銅（Cu-Cu）連接堆疊了背照式SPAD像素芯片（上層）和搭載了信號處理電路的邏輯芯片（下層），可導(dǎo)通每一個像素。通過在像素層的下方部署電路層，確保開口率*4的同時，實現(xiàn)SPAD微小的10μm像素尺寸。此外，還在像素方面進(jìn)行了如下優(yōu)化。

· 在光入射面上設(shè)置凹凸，通過讓入射光衍射來提高吸光率

· 通過優(yōu)化像素內(nèi)雪崩區(qū)域的設(shè)計，有效地產(chǎn)生倍增現(xiàn)象

得益于上述索尼自研的像素結(jié)構(gòu)，在目前廣泛普及的940nm波長的智能手機(jī)激光光源下，該圖像傳感器實現(xiàn)了領(lǐng)先的光子探測率，為28%。能夠高精度測距，同時減少系統(tǒng)整體的耗電量。

*4：從每個像素的光入射面?zhèn)瓤吹拈_口部分（遮光部以外）的比例。開口部分越寬，檢測率越高。

·?索尼自研的信號處理功能，讓系統(tǒng)整體開發(fā)更簡易

通過在該傳感器內(nèi)的邏輯芯片中內(nèi)置索尼自研的信號處理功能，將從SPAD像素取得的RAW信息轉(zhuǎn)換為距離信息后輸出，上述整個過程在傳感器內(nèi)即可完成。這樣可以減輕后期處理的負(fù)擔(dān)，從而簡化系統(tǒng)整體的開發(fā)。

＜相關(guān)鏈接＞

關(guān)于ToF技術(shù)的應(yīng)用場景，請參照如下網(wǎng)頁。

https://www.sony-semicon.com/cn/application/mobile/sensing.html

關(guān)于手機(jī)圖像傳感器品牌——“光喻”LYTIA，請訪問以下鏈接

https://www.sony-semicon.com/cn/products/is/https://www.sony-semicon.com/cn/products/is/mobile/mobile/

＜主要規(guī)格＞

*5：室內(nèi)拍攝下的耗電量及測距精度為30fps。

*6：包括激光光源、SPAD距離傳感器、信號處理等在內(nèi)的系統(tǒng)整體耗電量。

（本文譯自索尼官網(wǎng)英文新聞稿，供參考）

轉(zhuǎn)自https://www.sony.com.cn/content/sonyportal/zh-cn/cms/newscenter/techonology/2023/20230306-1.html