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硅光电倍增器从汽车激光雷达中取出机械部分

7月13日,2020年经过玛雅jeyendran.

汽车激光雷达面临着在恶劣环境中与低反射率目标相结合的挑战。Sipms可能是答案。

东芝最近发布了用于固态光检测和测距(LIDAR)系统的部署的新技术。这项新技术的核心是东芝硅光电倍增器(SiPM)。据说基于SIPM的系统来减少对空间受限的LIDAR系统中庞大的机械部件的需求。

东芝的新款SIPM芯片尺寸为9.5毫米9.5毫米

东芝的新款SIPM芯片尺寸为9.5毫米×9.5毫米。使用的图像礼貌东芝

设计人员通常如何在汽车利达中使用SIPMS?东芝的新技术怎么可能对比市场上的其他SIPMS相比?

Sipms如何解决LIDAR的约束

要理解sipm,您必须首先掌握与LiDAR相关的设计挑战。激光雷达旨在实现远距离高分辨率目标识别,使其成为自动驾驶汽车设计中一个宝贵的系统。但是,汽车激光雷达系统面临的挑战是,在极端阳光和积雪等恶劣条件下,将长距离测距与低反射率目标相结合。

SIPMS如何在激光雷达系统中工作的示例

SIPMS如何在LIDAR系统中工作的示例 - 在这种情况下,SECSL LIDAR系统。使用的图像礼貌SensL

这是SIPMS的使用。Sensl是一个专注于SIPMS的半导体的分支,解释说SIPMS是低光传感器这可能是“自动驾驶汽车激光雷达传感器挑战的解决方案。”像SensL和东芝这样的制造商认为sipm是一个合适的解决方案,因为它们是专为精确定时、高增益、高灵敏度、低压操作和抗磁场而设计的。

仔细看看Silicon Photo-乘法器(SIPM)

Sipms.由几百个(如果不是几千个的话)自我熄灭的像素组成,每个像素都有一个阳极,一个阴极和一个集成的串联猝灭电阻。在实际应用中,许多sipm由并行的像素组成,以促进并发检测多个光子,从而提高其在LiDAR系统中的可用性。

像素本身在地革命模式下函数反向偏见的条件;当光子落在像素上时,产生电子孔对。然后,一个电荷载体开始自维持雪崩过程,这导致电流流动。

当雪崩过程开始时,电路的开关也会关闭;当淬火发生时,开关打开并结束电容器充电。此时,像素处于其恢复阶段,并恢复回其原始地麦格模式以准备检测新光子。

受电路设计影响的sipm特性包括像素恢复时间、温度、光子探测效率等。

东芝的SIPM减少了像素恢复时间

传统的sipm对光高度敏感,这些sipm上的接收光像素在被激活后需要时间恢复。在恢复期间,接收光的像素不能接收新的光子。

东芝的SiPM与传统SiPM的比较

东芝的SIPM与传统的SIPM相比。使用的图像礼貌东芝

为了缓解这个问题,TOSHIBA的SIPMS采用晶体管电路,该电路有效地重新引导像素以减少恢复时间,从而降低SIPM所需的像素数量。这导致较小的SIPM单元,更多的是,可以在有限量的空间上排列,这又导致更高的分辨率阵列。

东芝的解决方案尺寸如何达到其对应物?

在使用LIDAR原型和广泛可用镜片的现场试验中,东芝表示其新系统成功地测量了对象,其成功率至少为97%,最大距离为200米 - 目前可用的固态激光器的四倍改善系统。

东芝激光雷达系统的紧凑尺寸及其商用镜头的可制造性,可能使其能够放置在车辆的多个位置,以前不容易承认激光雷达单元。


你和汽车激光雷达一起工作吗?由于苛刻的汽车环境,您必须在哪些设计限制?在下面的评论中分享您的经验。