Newsight Imaging首款專為近距離LiDAR應(yīng)用而設(shè)計的CMOS圖像傳感器NSI3000及電路板，現(xiàn)已量產(chǎn)供貨

據(jù)麥姆斯咨詢報道，LiDAR（激光雷達）和光譜分析應(yīng)用的先進CMOS圖像傳感器開發(fā)商——以色列Newsight Imaging，本月中旬在底特律AutoSens展會上介紹了為什么該公司的CMOS圖像傳感器解決方案能成為自動駕駛汽車LiDAR傳感器的理想選擇。該公司近期剛剛宣布通過TowerJazz位于以色列的代工廠，采用TowerJazz先進的180nm技術(shù)，實現(xiàn)了其CMOS圖像傳感器的大規(guī)模量產(chǎn)。

當(dāng)前，汽車LiDAR系統(tǒng)所面臨的技術(shù)挑戰(zhàn)主要包括：遠距離、小尺寸及透明物體的探測；遠距離探測的分辨率；近距離及遠距離的高精度探測；避免陽光或其它光源的致盲；以及精確的時序控制。當(dāng)然，市場還希望LiDAR系統(tǒng)能夠兼具低功耗、無運動部件且低成本。

因此，機械旋轉(zhuǎn)式LiDAR和含有運動部件的MEMS技術(shù)方案，都在努力滿足嚴苛的車規(guī)要求，尤其是面對未來先進的自動駕駛。目前LiDAR系統(tǒng)中采用的傳感器（如SPAD單光子雪崩二極管）能夠?qū)崿F(xiàn)遠距離探測。但是，它們的分辨率有限，并且很難滿足汽車應(yīng)用在200米距離，以至少20像素的分辨率識別行人的要求。

Newsight Imaging的增強型飛行時間（eToF，enhanced Time-oF-Flight）技術(shù)正是為解決上述所有問題而設(shè)計的完整的CMOS解決方案。eToF是一種不含任何運動部件的3D固態(tài)器件。它內(nèi)建多合一CMOS芯片，將探測、邏輯芯片、處理和數(shù)字輸出全部集成在一顆高靈敏度、小尺寸、低成本的單芯片上。

其eToF技術(shù)增強了脈沖間接飛行時間距離傳感方案。在脈沖間接飛行時間測量中，物體的距離，是通過距離選通法進行感知和探測的。其返回信號脈沖的距離信息被為兩部分。

如上圖所示，返回信號被與發(fā)射信號對準(zhǔn)的第一窗口（1st Window）捕獲，獲得一部分返回信號的積分，標(biāo)記為“A”；緊接著，返回信號再次被與發(fā)射信號末端對準(zhǔn)的第二窗口（2nd Window）捕獲，獲得另一部分返回信號的積分，標(biāo)記為“B”。然后通過計算A和B值的比值來算得距離信息，計算公式為d=0.5*c*t*[B/(A+B)]，其中c為光速，t為發(fā)射信號的寬度。

非常重要的是，A和B值測量了反射光的強度，因此每次反射光的捕捉形成了完整的成像。

eToF增強脈沖間接飛行時間測量法，主要依賴以下幾點：

- 增強的動態(tài)范圍；

- 近距離和遠距離的高精度探測；

- 避免外部光源致盲；

- 以及數(shù)字脈沖時序控制。

增強的動態(tài)范圍，旨在滿足遠距離探測微弱信號且不會由于近距離高反射物體而引起飽和的挑戰(zhàn)，同時還能捕獲必要的信息以獲得足夠的分辨率。在Newsight Imaging的方案中，信號的處理在模擬域中完成。這意味著數(shù)據(jù)經(jīng)過壓縮和量化，而不會丟失任何累積信息，并且使用了標(biāo)準(zhǔn)的處理工具。其結(jié)果是顯著放大的微弱信號，以及由此得到的高信噪比，從而獲得遠距離探測所需要的高分辨率。

通過各種脈沖寬度和支持算法間的切換，獲得近距離和遠距離的高精度探測，能夠以合適的性能和良好的分辨率，覆蓋近距離和遠距離探測的運行模式。

應(yīng)用獨特的光學(xué)解決方案來減輕環(huán)境光和其他車輛燈光引起的致盲。并且，致盲的緩解，是在原激光器衰減最小的前提下實現(xiàn)的，這對LiDAR系統(tǒng)獲得足夠的性能至關(guān)重要。

數(shù)字時序控制，對于脈沖的精準(zhǔn)發(fā)射和接收至關(guān)重要。Newsight Imaging開發(fā)了一款超緊湊、超快速的電流源脈沖激光驅(qū)動器。其對稱的輸出脈沖在幅度和持續(xù)時間上可以完全控制。憑借這項技術(shù)，其上升時間和下降時間僅受激光器開啟延時的限制。