近日，日本东芝集团宣布他们开发了世界上最小且拥有最高分辨率的固态激光雷达，该激光雷达的优质性能要依靠受光技术和安装技术来实现。
东芝表示：“通过这两项技术，我们将激光雷达缩小至约350cc的尺寸，这是我们传统产品尺寸的1／3，其分辨率为1200 x 80像素，是我们传统产品的4倍。” 此外，通过结合东芝特有的设备温度补偿技术，该激光雷达即使在有严重振动、风压和温度变化的环境中也能保持高性能。换言之，无论在暴雨期间的斜坡坍塌、土沙流入道路的情况下，还是在阵风吹倒物品的状况中，此激光雷达依然能够进行检测。
东芝新款激光雷达在室外阳光明媚的环境下，可以成功检测放置在前方50米处的纸板，并精确地测量距离（1fps低帧速率、固定角度、探测范围：~300 m）
激光雷达是通过测量激光束往返路程所需时间来确定距离的一种技术。目前这种技术不仅用于自动驾驶系统，而且还用于要求高精度的基础设施监测中。激光雷达的市场正在迅速扩大，东芝预计汽车领域到2030年将达到每年4200万台激光雷达的需求量。
为了迎接巨大的市场需求，东芝开发了一种光接收技术，从而提高固态激光雷达的性能，实现了灵敏度的提升和光接收装置SiPM的小型化。
东芝新开发的SiPM结构
据悉，SiPM由一个光接收单元和控制光接收单元的多个晶体管电路组成。通过将晶体管电路的核心改为小型化的晶体管电路，SiPM的尺寸得以缩小。此外，东芝的技术人员在光电探测器和核心电路之间安装了一个带有高压晶体管的高压部件，以向光电探测器提供高电压（VEX），这对提高SiPM的灵敏度非常重要。 不仅如此，技术人员还在在晶体管和光电检测器单元之间放置了一个新开发的绝缘沟槽，那么以前需要保护晶体管而存在的宽缓冲层就可以省去了，进一步实现了小型化的目标。
东芝企业研发中心高级研究科学家Akihide Sai表示：“我们期待将这项技术部署到道路交通基础设施领域。我们拥有这款坚固耐久、安装简单、紧凑、高分辨率、远距离固体激光雷达所需要的所有底层技术。我们预计，这种通用技术在自动驾驶和交通基础设施监测领域都具有广泛的市场需求。”
通过升级其光接收芯片硅光电倍增器（SiPM），东芝设计出紧凑型的激光雷达，并具有更高图像分辨率。这款SiPM芯片具有一个更小的晶体管模块，并消除了缓冲层，在晶体管和光接收单元之间用新开发的绝缘沟槽来保护晶体管。通过增加高耐压部分来提高光接收单元的电压输入，解决了由于使用较小晶体管而导致的低光灵敏度的潜在问题。
东芝新开发的SiPM结构
这些创新使SiPM芯片的尺寸缩小了75%，并且，光灵敏度比2020年7月的原型产品提高了50%。现在，可以将更多的SiPM排列在同一个封装中，将分辨率提高到1200 x 80像素，提高了4倍。
新款激光雷达利用创新的温度补偿技术，自动调整光接收单元的电压输入，减少外部温度变化的影响，确保SiPM的高性能，为激光雷达提供了在户外所有天气条件下稳定工作所需要的耐久性。
此外，东芝利用其在高密度组件安装方面的专有技术（know-how），将激光雷达发射器和接收器的总体尺寸缩小到了350立方厘米，并确保了强大的抗振动和抗风能力。这些优势结合业界一流的高分辨率，有望赢得更广泛的系统应用。
东芝利用高密度组装技术制造激光雷达装置，实现业界最小的尺寸
