每秒钟2500万个点，精度5厘米，数据量却只剩2%——索尼这颗SPAD芯片把LiDAR物理法则重写了

一、引言

随着自动驾驶向L3及以上级别演进，激光雷达作为核心感知传感器，需要在探测距离、视场角、角分辨率与帧率四大维度上同时满足严苛标准。索尼半导体解决方案公司于2025年推出的堆叠式SPAD深度传感器IMX479，凭借一系列创新电路架构设计，在保持5cm高精度距离分辨率的同时，实现了98%的数据量压缩与25M pts/s的点云输出速率。本文将从SPAD像素架构、等效时间采样（ETS）原理及流水线并行处理三个层面，系统解析这一技术突破的内在机理。

二、IMX479传感器架构概述

IMX479是一款对角线15.8mm（1英寸型）的背照式堆叠SPAD dToF深度传感器。其有效SPAD像素阵列为105（H）×1,568（V），约16.4万像素。传感器采用3×3（水平×垂直）SPAD像素组合作为一个dToF宏像素（Macro Pixel），最终实现520个有效dToF像素的高分辨率。

在物理实现层面，IMX479通过Cu-Cu（铜-铜）连接的堆叠结构，将背照式dToF像素芯片（上层）与搭载测距处理电路的逻辑芯片（下层）封装在单个芯片上。这一设计使像素尺寸得以保持在10μm见方的小尺寸，同时实现了520 dToF像素的高分辨率与最高20fps的帧率。

三、像素级阈值控制：精度的基石

IMX479在像素读出电路层面采用了突破性的设计——将传统SPAD读出电路中的反相器替换为差分输入比较器。SPAD阴极连接至PMOS电流源和比较器的一个输入端，比较器的另一输入端接入由片上基准电压电路产生的参考电压VREFTH。

这一架构带来两大核心优势：

其一，死时间稳定性。