SiPM eignen sich für Messungen über große Entfernungen, da sie sehr lichtempfindlich sind. Die auf ihnen aufgebauten Lichtempfangszellen benötigen jedoch nach dem Auslösen eine Erholungszeit. Bei hellem Umgebungslicht ist außerdem eine hohe Anzahl von Zellen erforderlich, da sie in der Lage sein müssen, mittels Reservezellen auf reflektiertes Laserlicht reagieren zu können.

Der Silizium-Photo-Multiplier von Toshiba dient als Grundlage halbleiterbasierter Solid-State-Lidar-Systeme für den Automotive- und Industrial-Sektor.

Der Silizium-Photo-Multiplier von Toshiba dient als Grundlage halbleiterbasierter Solid-State-Lidar-Systeme für den Automotive- und Industrial-Sektor. Toshiba

Der SiPM von Toshiba nutzt eine Transistorschaltung, die die Zellen neu startet, um die Erholungszeit zu verkürzen. Die Zellen arbeiten so effizienter und es sind weniger Zellen notwendig. Damit ist es möglich, den SiPM zu verkleinern. Ergebnis ist ein SiPM-Array mit höherer Auflösung bei gleichzeitig hoher Empfindlichkeit. Gegenwärtige Lidar-Systeme erfordern mechanische Komponenten, um die Laserquellen und die zugehörigen optischen Detektionsvorrichtungen kontinuierlich zu rotieren. Solid-State-Lidar bietet zahlreiche Vorteile. Feldversuche mit einem Lidar-Prototypen und handelsüblichen Objektiven (vom Weitwinkel- bis zum Teleobjektiv) haben laut Toshiba die Wirksamkeit des Systems über Entfernungen von bis zu 200 m demonstriert. Damit wurde die Leistungsfähigkeit marktüblicher Solid-State-Lidar-Systeme bei gleichbleibend hoher Auflösung laut Herstellerangabe etwa vervierfacht.

Lidar-Prototyp von Toshiba: die Technik erlaubt es, problemlos handelsübliche Objektive einzusetzen.

Lidar-Prototyp von Toshiba: die Technik erlaubt es, problemlos handelsübliche Objektive einzusetzen. Toshiba

Das Lidar-System von Toshiba lässt sich problemlos mit handelsüblichen Objektiven verwenden, sodass komplexe Anpassungen entfallen und es in einer Vielzahl autonomer Fahrzeuge zum Einsatz kommen kann. Die kompakte Technik ermöglicht die Platzierung an mehreren Stellen im Fahrzeug, was bisher eine Herausforderung darstellte. Darüber hinaus ermöglicht die Technik auch Lidar-Anwendungen außerhalb des Automotive-Bereichs. Das Ziel weiterer Forschungs- und Entwicklungsarbeiten ist es, den SiPM im Geschäftsjahr 2022 zur praktischen Anwendung zu führen.

Mehr zu aktuellen Lidar-Technologien erfahren Sie hier: Warum FMCW-Lidar besser ist als ToF-Lidar.