100m先でも10cm間隔の距離精度で3次元画像が得られる画像センサー：組み込み開発ニュース

パナソニックは、APD画素とTOF方式を組み合わせ、100万画素の長距離画像センサーを開発した。近方から遠方250m先まで高精度な3次元情報を取得可能で、車載用距離測定や広域の監視などの用途を見込む。

[MONOist]

　パナソニックは2020年2月18日、アバランシェフォトダイオード（APD）画素とTime-of-Flight（TOF）方式を組み合わせ、100万画素の長距離画像センサー（APD-TOFセンサー）を開発したと発表した。近傍から遠方250m先まで高精度な3次元情報を取得可能で、車載用距離測定や広域の監視といった用途を見込む。

　本センサーは、同社が2018年6月に発表したAPD-TOFセンサーを改良したものだ。今回、光電子を増幅する電子増倍部と電子を保持する電子蓄積部を縦に積層することで、増倍性能の維持とAPDの小面積化を図った。画素ピッチは6μmで、画素数は100万画素だ。

新しい縦積型APDセンサーの画素構造 出典：パナソニック

　また、新たに「積算フォトン分割間接TOF技術」を開発。光子の到達回数を積算信号に変換し、近距離用に使われている間接TOF演算を適用することで、10〜100mの長距離でも10cm間隔の距離精度で、3次元距離画像が得られるようになった。

積算フォトン信号の説明図 出典：パナソニック

積算フォトン分割間接TOF技術で取得したAPD-TOFセンサーの三次元距離画像 出典：パナソニック

　一般的なTOFセンサーは、微弱な光信号が検知できないため近距離の検知のみで、一方LiDAR（Light Detection and Ranging、ライダー）は遠方まで検知できるが解像度が低く、小さな物体の特定が難しかった。新しいAPD-TOFセンサーは、長距離計測と高解像度化に加え、高測距精度も両立したことで、従来のTOFセンサーやLiDARでは困難とされてきた、遠方における人やモノの重なりを精度よく検出できる。