(씨넷코리아=신동민 기자) 소니세미컨덕터솔루션 주식회사(이하, SSS)는 고해상도와 고속성을 모두 갖춘 차량용 LiDAR향 적층형 Time of Flight(ToF) 방식의 SPAD 거리 센서 IMX479를 상품화한다고 10일 밝혔다.
본 제품은 라인 스캔 방식의 정밀도를 높이기 위해 최소 3X3(수평 X 수직)의 SPAD 화소 조합을 1dToF화소로 이용한다. 또한, 독자적인 디바이스 구조를 통한 520dToF화소의 고해상도 SPAD 거리 센서로서, 최고속도인 20fps의 프레임레이트를 실현한다.
첨단 운전자 보조 시스템(ADAS)과 자율주행(AD) 보급에 요구되는 차량용 LiDAR의 고해상도 및 고속 거리 측정을 실현함으로써 안전하고 안심할 수 있는 모빌리티의 미래에 기여할 것으로 기대된다.
모빌리티 자율주행 레벨 3 이상의 실용화를 위하여 도로 상황이나 차량, 보행자 등 대상물의 위치나 형상을 정밀하게 검지하고 인식하는 LiDAR의 중요성이 높아지고 있으며, 새로운 기술 진화가 요구되고 있다. SPAD 거리 센서는 LiDAR의 거리 측정 방식 중 광원에서 나온 빛이 대상물로부터 반사되어 돌아오는 시간을 검출하는 dToF방식의 디바이스 중 하나로 사용된다.
본 제품은 SSS가 CMOS 이미지센서 개발을 통해 축적해 온 이면 조사형, 적층형, Cu-Cu(Copper-Copper) 접합 등의 독자 기술을 사용하고 있다. 이번에 새롭게 개발한 센서는 거리 측정 처리 회로 및 dToF화소를 One-Chip화 하여 10μm의 미세한 화소 사이즈를 가능케 했을 뿐 아니라, 520dToF 화소의 고해상도이면서 20fps의 고속 프레임 레이트를 실현했다.
본 제품은 이면 조사형의 dToF 화소를 이용한 화소 칩(상부)과, 거리 측정 회로를 탑재한 로직 칩(하부)을 Cu-Cu 접합을 통한 적층 구조의 One chip으로 구성했다. 이로 인해 10μm의 미세한 화소 사이즈로 520 dToF 화소의 고해상도를 실현했다. 뿐만 아니라, 새롭게 개발한 거리 측정 회로는 복수 처리를 병렬화 하여 고속 처리 성능을 향상시켰다.
이러한 기술에 의해, 520dToF 화소의 SPAD 거리 센서로서 최고 속도인 20fps의 프레임 레이트를 달성했으며, 수직 방향의 0.05도 상당의 각도 분해능을 실현하여 수직 방향의 검지 정밀도를 기존 대비 2.7배 향상시켰다. 차량용 LiDAR의 중요한 기능인 입체물 검지에 있어, 250m 앞에 있는 높이 25cm의 물체(타이어 등 도로 위 낙하물을 상정)도 검지 가능하다.
거리 분해능을 높이기 위해 새롭게 개발한 자체 회로는, 각 SPAD 화소의 데이터를 개별적으로 처리하여 거리를 산출한다. 이를 통해 LiDAR 거리 분해능을 5cm 간격까지 향상시키는데 성공했다.
본제품은 화소에서 빛의 입사면과 저면에 요철을 두어 한층 더 렌즈 형상을 최적화한다. 입사광을 회절시켜 흡수율을 높임으로써, 차량용 LiDAR의 레이저 광원으로서 널리 보급되고 있는 940 nm의 파장에서 37%의 높은 광자 검출 효율을 실현하고 있다. 이를 통해 100,000lux이상 고조도의 환경에서도 최장 300m 앞에 있는 대상물을 정밀하게 검지하고 인식할 수 있다.
