▲索尼IMX459實際測試

然而，采用D-ToF方式測距帶來了一個問題，那就是感知距離短。例如，近兩年在iPhone和iPad上采用的激光雷達，就采用D-ToF方式測距，其感知距離大概僅有5米。對一款移動設備來說，5米的感知距離絕對夠用，但對自動駕駛來說5米不可用。

SPAD技術再一次體現(xiàn)了它的優(yōu)勢，在同樣的激光發(fā)射功率下，SPAD傳感器僅需微弱的光，也能完成成像，并且其效率不輸傳統(tǒng)傳感器硬件。

▲索尼IMX459在不同條件下的性能表現(xiàn)

索尼還公布了其產(chǎn)品在不同溫度環(huán)境下的性能，其中光子探測效率在-40攝氏度時為14%，隨著溫度增加探測效率不斷上升，超過50攝氏度后能達到20%以上，當溫度達到125攝氏度時，探測效率有所下降。

響應時間上的表現(xiàn)更出色，當在-25攝氏度時，響應時間為7納秒，為最慢響應時間，其他溫度條件下的響應時間還要更快。

3.上千線激光雷達不是夢 行業(yè)已有先行者

對于激光雷達行業(yè)來說，SPAD技術可以說是革命性的。主要體現(xiàn)在兩點，第一是激光雷達等效線數(shù)能夠實現(xiàn)大幅度提升，第二是點云處理的步驟可以逐漸淡化。

目前，業(yè)內主流傳感器方案是APD（雪崩光電二極管），隨著技術發(fā)展，SiPM（硅光電倍增管）和SPAD正在進入激光雷達領域。

▲不同激光雷達技術路線（來自Oichi Kumagai演講）

在相機行業(yè)中，佳能已經(jīng)能做到100萬像素的SPAD傳感器，并且利用SPAD響應更快的優(yōu)點，實現(xiàn)精準的距離測量。未來，激光雷達接收傳感器能夠像相機一樣，實現(xiàn)“像素”數(shù)量不斷增加。一旦像素數(shù)量倍增，激光發(fā)射端可以做更高的線數(shù)，從而實現(xiàn)更精準的深度信息感知。

▲佳能100萬像素SPAD相機傳感器

這樣的提升將是APD、SiPM等技術路線難以匹敵的。

激光雷達還有一大難點就是點云處理，傳統(tǒng)點云處理需要一顆芯片實時處理計算。隨著線數(shù)、頻率、角分辨率的提升，計算設備所需算力越來越大，此時還想保證低延遲輸出，并且和視覺傳感器融合就會愈加困難。

然而，SPAD傳感器能夠直接輸出光子計數(shù)，并且輸出飛行時間，能夠輕松輸出深度圖像。

正因為這兩點原因，索尼等SPAD傳感器供應商如果能實現(xiàn)高像素SPAD傳感器量產(chǎn)，就能夠改變整個行業(yè)。

實際上，索尼并非業(yè)內首家使用SPAD技術的傳感器廠商。已經(jīng)實現(xiàn)量產(chǎn)，明年即將上車的ibeoNEXT激光雷達，其傳感器就采用了SPAD技術。

▲ibeonEXT

與ibeo公司合作并推動激光雷達量產(chǎn)上車的亮道智能，對這顆傳感器有深刻理解。亮道智能一位資深工程師認為，SPAD技術是純固態(tài)激光雷達技術路線上非常重要的技術架構之一。

與此同時，行業(yè)內還有多種測距技術路線，但這些技術短期內還無法達到量產(chǎn)節(jié)點。

據(jù)了解，ibeoNEXT除了能夠輸出X、Y、Z的三維坐標信息，還能夠利用能量信息顯示環(huán)境圖像。這個能量信息圖與人們常見的黑白照片/視頻類似，可以和激光雷達的點云信息配合同步輸出。最后，配合車上的攝像頭等其他傳感器，就能夠形成信息冗余。

不過，ibeoNEXT的像素點僅有10240個，相比索尼IMX459的11萬相差很遠。即便索尼用3*3進行感知，其分辨率仍然更高。根據(jù)前文的分析，像素數(shù)量越多，所成的像越清晰，也就是索尼IMX459能實現(xiàn)更清晰的成像，這才是激光雷達更重要的意義。

實際上，除了索尼基于SPAD做激光雷達傳感器之外，相機廠商佳能也正在布局SPAD傳感器，并且做出了100萬像素的CMOS產(chǎn)品。

4.結語：索尼加速智能汽車布局