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激光脉冲来测量物体与镜头间的距离

发布时间:2020/8/20 21:42:35 访问次数:5721

智能校正技术(Smart Correction),对发光系统实现动态可控可调,使ToF性能大幅提高。据了解,这一技术会将ToF发光系统端的多个分离芯片集成到一起,并对ToF进行温度补偿,维持温度变化时传感器的准确度。

全球传感器厂商都在争抢ToF市场的蛋糕,三星从去年开始就已经在自家的旗舰机型上安装ToF传感器,意法半导体也推出了自己的FlightSense™ ToF传感器产品线,国内也有灵明光子这样的后起之秀。灵明光子声称面向消费电子的dToF单光子成像阵列(SPADIS)也于今年第二季度开始出货,未来随着3D集成的发展,dToF也有望达到iToF的像素水平。

考虑到对成本的控制和制造工艺难度上的原因,在未来的一段时间内iToF的产品依然将占据主流市场,并以达到VGA以上的像素为主。正是因为dToF的复杂程度和成本致使目前市场普及率不高,但在部分追求高精度的应用上依旧无法替代。再者我们已经看到了高度集成的趋势以及该方法的优势,未来dToF势必会逐步走向中端甚至是低端应用,同时兼具ToF的精度和像素。


ToF与传统的超声波、红外三角测量、激光相比有着不小优势。不仅支持高读取频率和远距离测量,同样可以确保眼部保护以及多个传感器的混用,更重要的是不受环境光的影响。

ToF摄像头是利用ToF测距法实现范围成像的产物,通过发射激光脉冲来测量物体与镜头间的距离。ToF技术本身也分为两种,一种是直接测量飞行时间的dToF,另一种是测量相位偏移的iToF,而后者还可以分为pToF(脉冲ToF)和cwToF(连续波ToF)等方法。

与dToF相比,iToF系统集成难度低,但其精度也随之降低,并会随着距离增加持续降低。因此出于对测量距离与精度的要求,往往车载激光雷达中更常用dToF技术。

传统的ToF摄像模组分为五个部分:发光单元,光学元件,图像传感器,驱动器件与接口。其中发光单元往往会出于可见性的考量而选择红外光。

英飞凌针对ToF图像传感器推出了自己REAL3™传感器,其中IRS2381C是专门针对消费级手机应用所研发的。早在IRS2381C基于高成本效益的标准英飞凌CMOS技术,目前已经入量产阶段。该传感器的高性能像素阵列对940nm红外光高度敏感,因此可以提供难以匹敌的室外表现。最高性能的像素阵列可达到224 x 172像素(38k),微透镜下可实现14μm的像素间距,同时该传感器支持背景光抑制(SBI),在强日光下每个像素都可以做到20倍的动态扩充。在4.4 x 4.8 mm的极小尺寸下,该传感器非常适合AR、计算机摄影、3D扫描重构等后置摄像头应用,也可用于安全的面部识别和自拍等场景。

消费级ToF传感器外,英飞凌还推出了针对汽车应用的3D ToF传感器,作为XENSIV™传感器产品线的一份子,同时也是符合车规标准的REAL3™传感器。这款封装为LFBGA-84的ToF传感器CIF分辨率达到352 x 288(约100k像素),还运用了扩频时钟技术(SSC)避免其它红外设备的干扰,并已通过AEC-Q100 grade 2认证。这款汽车ToF传感器更适合车内的应用场景,比如对乘客的舱内感知和驾驶者的手势控制等。


索尼自然不免要在ToF市场分一杯羹,事实上索尼的ToF产品在各大市场的占有率也是难以撼动的。索尼于2015年收购了比利时厂商Softkinetic,正式进入ToF市场,并在2017年将其改名为索尼深度感知部门。索尼结合ToF技术和自研的背照射CMOS技术推出了DepthSense ToF传感器产品线,应用于手机、汽车、人机交互、机器人、游戏和物联网等市场。

(素材来源:eccn.如涉版权请联系删除。特别感谢)



智能校正技术(Smart Correction),对发光系统实现动态可控可调,使ToF性能大幅提高。据了解,这一技术会将ToF发光系统端的多个分离芯片集成到一起,并对ToF进行温度补偿,维持温度变化时传感器的准确度。

全球传感器厂商都在争抢ToF市场的蛋糕,三星从去年开始就已经在自家的旗舰机型上安装ToF传感器,意法半导体也推出了自己的FlightSense™ ToF传感器产品线,国内也有灵明光子这样的后起之秀。灵明光子声称面向消费电子的dToF单光子成像阵列(SPADIS)也于今年第二季度开始出货,未来随着3D集成的发展,dToF也有望达到iToF的像素水平。

考虑到对成本的控制和制造工艺难度上的原因,在未来的一段时间内iToF的产品依然将占据主流市场,并以达到VGA以上的像素为主。正是因为dToF的复杂程度和成本致使目前市场普及率不高,但在部分追求高精度的应用上依旧无法替代。再者我们已经看到了高度集成的趋势以及该方法的优势,未来dToF势必会逐步走向中端甚至是低端应用,同时兼具ToF的精度和像素。


ToF与传统的超声波、红外三角测量、激光相比有着不小优势。不仅支持高读取频率和远距离测量,同样可以确保眼部保护以及多个传感器的混用,更重要的是不受环境光的影响。

ToF摄像头是利用ToF测距法实现范围成像的产物,通过发射激光脉冲来测量物体与镜头间的距离。ToF技术本身也分为两种,一种是直接测量飞行时间的dToF,另一种是测量相位偏移的iToF,而后者还可以分为pToF(脉冲ToF)和cwToF(连续波ToF)等方法。

与dToF相比,iToF系统集成难度低,但其精度也随之降低,并会随着距离增加持续降低。因此出于对测量距离与精度的要求,往往车载激光雷达中更常用dToF技术。

传统的ToF摄像模组分为五个部分:发光单元,光学元件,图像传感器,驱动器件与接口。其中发光单元往往会出于可见性的考量而选择红外光。

英飞凌针对ToF图像传感器推出了自己REAL3™传感器,其中IRS2381C是专门针对消费级手机应用所研发的。早在IRS2381C基于高成本效益的标准英飞凌CMOS技术,目前已经入量产阶段。该传感器的高性能像素阵列对940nm红外光高度敏感,因此可以提供难以匹敌的室外表现。最高性能的像素阵列可达到224 x 172像素(38k),微透镜下可实现14μm的像素间距,同时该传感器支持背景光抑制(SBI),在强日光下每个像素都可以做到20倍的动态扩充。在4.4 x 4.8 mm的极小尺寸下,该传感器非常适合AR、计算机摄影、3D扫描重构等后置摄像头应用,也可用于安全的面部识别和自拍等场景。

消费级ToF传感器外,英飞凌还推出了针对汽车应用的3D ToF传感器,作为XENSIV™传感器产品线的一份子,同时也是符合车规标准的REAL3™传感器。这款封装为LFBGA-84的ToF传感器CIF分辨率达到352 x 288(约100k像素),还运用了扩频时钟技术(SSC)避免其它红外设备的干扰,并已通过AEC-Q100 grade 2认证。这款汽车ToF传感器更适合车内的应用场景,比如对乘客的舱内感知和驾驶者的手势控制等。


索尼自然不免要在ToF市场分一杯羹,事实上索尼的ToF产品在各大市场的占有率也是难以撼动的。索尼于2015年收购了比利时厂商Softkinetic,正式进入ToF市场,并在2017年将其改名为索尼深度感知部门。索尼结合ToF技术和自研的背照射CMOS技术推出了DepthSense ToF传感器产品线,应用于手机、汽车、人机交互、机器人、游戏和物联网等市场。

(素材来源:eccn.如涉版权请联系删除。特别感谢)



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