Fraunhofer-Institut für Mikroelektronische Schaltungen und Systeme IMS
Sensorsysteme mit einem breiten Sichtfeld helfen die Umgebungserfassung automatisierter Fahrzeuge sicherer zu machen. Das Start-up OQmented präsentiert in einem aktuellen Bericht der Zeitschrift ElektronikPraxis seinen neuen Weitwinkel-LiDAR Prototypen mit bis zu 180° horizontaler Abdeckung seiner Umgebung. Eingesetzt werden dabei SPAD-Arrays vom Fraunhofer IMS, aber auch andere Komponenten der Partner aus dem FMD-Netzwerk (Forschungsfabrik Mikroelektronik Deutschland).
Das Vorhaben wurde zum Teil mit Mitteln des Bundesministeriums für Bildung und Forschung unter den Förderkennzeichen 16FMD01K, 16FMD02 und 16FMD03 gefördert.
Eine gewinnbringende Kombination aus MEMS-Scannern und SPAD-Detektoren für LiDAR ist ein wichtiger Forschungsaspekt am Fraunhofer IMS. Der aktuelle Proof-of-Principle Demonstrator von der Firma OQmented weist einen hohen horizontalen Field-of-View (FoV) und somit ein großes Sichtfeld für die Umgebungserfasssung auf. In vertikaler Richtung ist die Anzahl der SPAD-Pixel entscheidend, welche räumliche Abdeckung mit entsprechender Auflösung möglich ist. Im Rahmen des Projektes von OQmented (siehe aktueller Artikel in der ElektronikPraxis) kam dabei der Sensor SPADeye2 zum Einsatz, ein Zweizeilensensor mit 192 x 2 Pixeln und einer TDC-Auflösung von 312,5 ps. Letzterer Wert ist entscheidend für die Auflösung in der dritten Dimension, in der Tiefe, was umgerechnet hier einer Tiefenauflösung von rund 5 cm entspricht. Das Design und die Fertigung von neuen, hochauflösenden 2D-SPAD-Detektoren steht aktuell im Fokus der weiteren LiDAR-Projekte am Fraunhofer IMS, um in Zukunft weitere Steigerungen in der Pixel-Auflösung und in der Sensorempfindlichkeit zu ermöglichen und kompakte Systeme zu realisieren. Aktuell wurde dazu vor kurzem (siehe Newsletter 01/21) eine neue Sensorgeneration der CSPAD-Familie vorgestellt. Mit CSPAD alpha ist eine erste Hybridvariante aus gestapeltem SPAD- und Ausleseschaltungswafer gelungen und ist somit Basistechnologie für alle weiteren 2D-SPAD-Array Lösungen auf 8-Zoll-Waferbasis.