如今,德國研究機構Fraunhofer Institute for Microelectronic Systems (IMS)開發出一種創新的光達感測器,結合了純電子的途徑以及高靈敏度,可望在未來實現更具成本效益的系統。

先進駕駛輔助系統(ADAS)和自動駕駛系統主要仰賴於其感測器的品質。對於目前的雷達與攝影機組合而言, 更有意義的增補方案是光達(Lidar),但在實際上,光達感測器一直被認為太過於昂貴,而無法應用於對成本極其敏感的大量汽車市場。

如今,德國研究機構Fraunhofer Institute for Microelectronic Systems (IMS)開發出一種創新的光達感測器,結合了純電子的途徑以及高靈敏度,可望在未來實現更具成本效益的系統。

在一些照明條件較差的情況下,攝影機經常不夠可靠——就在今年初,一輛Tesla在動駕駛模式下撞上貨車造成駕駛不治的意外,至今仍記憶猶新。Fraunhofer IMS CMOS影像感測器部門負責人Werner Brockherde表示,「光達感測器更可能正確地辨識障礙物,而使系統避免碰撞。」

根據研究人員表示,光達結合其他的元件開啟了未來的自主學習系統,能自動煞車與加速。因此,在自動駕駛車應用中,除了雷達與攝影機以外,至少還有光達帶來的增補功能,可協助系統適時地辨識汽車的週遭環境。

在傳統光達系統中,單個雷射光束偏轉至旋轉鏡。透過該反射鏡的旋轉,系統能以環感測器360度的角度擷取來自週遭環境的資料。然而,這種感測器並不靈光,由於其高度機械元件的導向,使其極易於故障。Brockherde與Fraunhofer IMS的研究人員因此改用超高靈敏度的光達感測器,它不但不需要任何旋轉鏡,實上也完全不採用任何機械元件。由IMS開發的這種‘Flash Lidar’可傳送單次雷射閃光,而從周圍環境取得所有的反射光線。研究人員們利用所謂的單光子雪崩二極體(SPADS),Brockherde解釋,「我們並不只照明其中一個點,而是一整個矩形的測量域。」

感測器和處理電路整合於單晶片上,從而實現空間非常節省的精巧設計。因此,Brockherde表示,汽車製造商可輕鬆地將感測器放加在後視鏡和擋風玻璃之間或頭燈罩中。

研究人員的目標是讓這種Flash Lidar技術達到100公尺的範圍。Brockherde預計,採用這種新穎感測器的首款系統可望在2018年實現量產。

除了汽車領域,這種光達感測器還可以用於低光強度的許多其他應用中,例如醫療技技術、分析與顯微鏡。