近日,惚恍微發(fā)布自研的Spot dToF(散斑直接飛行時間)系統(tǒng),為國內(nèi)首發(fā)。
Spot dToF是目前市場上熱門、前沿的3DLidar Scanner方案,最開始是由蘋果公司iPad Pro 2020款帶火。在這款設(shè)備的后置攝像頭模組中,蘋果正是采用了Spot dToF技術(shù)。它是兩種先進技術(shù)的結(jié)合,包括Spot投射技術(shù)和基于SPAD陣列的dToF技術(shù)。
我們通過翻看一份名為《一種激光散斑投射ToF深度感知方法及裝置》的專利能夠看到,相較于傳統(tǒng)的ToF系統(tǒng),最大的區(qū)別在于發(fā)射端,需要有一個散斑編碼投射器,然后反射回來的光信息還是由ToF接收鏡頭接收,并經(jīng)過混合解碼器來處理,最終得到不同距離的高精度信息。
根據(jù)報道,在惚恍微的Spot dToF系統(tǒng)模組中,發(fā)射端的散斑投射器由4×16的點陣垂直腔面發(fā)射激光器(VCSEL)芯片、準(zhǔn)直鏡和3×3復(fù)制系數(shù)的光學(xué)衍射元件(DOE)組成,其投射的940nm激光光斑圖案,為均勻排布的576個光斑,每相鄰最近的3個Spot構(gòu)成一個等邊三角形。
Spot技術(shù)在半導(dǎo)體光刻、攝像和汽車大燈控制等領(lǐng)域都有應(yīng)用,比如在汽車大燈控制方面,有Spot Lighting 聚光投射技術(shù),可以協(xié)助駕駛?cè)司劢乖谇胺铰飞系男腥恕ⅡT士、動物等。
Spot dToF技術(shù)里另一個關(guān)鍵要素是SPAD dToF技術(shù),這是一種3D深度傳感技術(shù)。SPAD dToF一般是SPAD+TDC組合,也就是一個高速的光電探測器和高精度的時間數(shù)字轉(zhuǎn)換電路配合,其原理是高偏置,深勢阱的結(jié)構(gòu)可誘發(fā)單光子產(chǎn)生雪崩電流,并不存在光電子積累的過程,其測量精度受光噪聲的影響比較小。
我們看到索尼和國內(nèi)的靈光電子都曾發(fā)布過SPAD dToF芯片產(chǎn)品,其中索尼IMX459芯片利用在CMOS圖像傳感器開發(fā)過程中創(chuàng)造的背照式像素結(jié)構(gòu)、堆疊結(jié)構(gòu)和Cu-Cu連接等技術(shù),成功地構(gòu)建了一種將SPAD像素和測距處理電路封裝在單個芯片的獨特元器件結(jié)構(gòu),可進行高精度、高速度的距離測量,支持應(yīng)用于高級駕駛輔助系統(tǒng)(ADAS)和自動駕駛(AD)系統(tǒng)。
靈光電子則是發(fā)布過240 x 160像素的SPAD dToF圖像傳感器,該公司通過3D堆疊技術(shù)解決了單光子計數(shù)(TCSPC)方案在SPAD和精確的時間數(shù)字轉(zhuǎn)換器(TDC)之間進行大量的連接線導(dǎo)致布線困難的問題,實現(xiàn)了更高的SPAD光子檢測效率(PDE)、更高的分辨率、更低的功耗以及更好的綜合性能。
惚恍微的SPAD陣列的像素分辨率為120 × 120,點云深度精度約3mm,在相同的激光功率下,其深度數(shù)據(jù)的SNR有10×以上的提升。
通過Spot散斑投射技術(shù)發(fā)射更多的光脈沖信息,再通過SPAD接受系統(tǒng)進行接收和數(shù)據(jù)處理,得到一張物體點云分布的直方圖,上面的數(shù)據(jù)量顯然比傳統(tǒng)的探測器要多得多,便可以對場景進行更好地識別,這也是為什么蘋果會將Spot dToF帶入到消費電子領(lǐng)域,并且很可能在后續(xù)的產(chǎn)品設(shè)計中繼續(xù)使用。
據(jù)悉,惚恍微是國內(nèi)為數(shù)不多有Spot dToF芯片研發(fā)能力的公司,Polarstar模組為國內(nèi)首發(fā),這得益于該公司在該領(lǐng)域深厚的技術(shù)積累。雖然該公司2021年年初才剛剛成立,但今年以來已經(jīng)陸續(xù)發(fā)布了首款SPAD芯片以及我們今天講到的Spot dToF系統(tǒng)。
惚恍微曾在產(chǎn)品發(fā)布新聞中提到,惚恍微通過搭建基于HHC0101的成像系統(tǒng)Demo,積累了關(guān)于SPAD成像的寶貴Knowhow,并計劃在下一顆芯片中合入優(yōu)化設(shè)計,包括小像素、分辨率、DCR、DeadTime、PRNU以及時序控制等,進一步提升SPAD面陣的成像能力。隨著Spot dToF系統(tǒng)的發(fā)布,惚恍微無疑做到了這一點。
當(dāng)前,為了解決拍攝、支付、解鎖等應(yīng)用場景中的問題,安卓智能手機正緊隨蘋果的腳步布局dToF,正如文中提到的,dToF的方式不止一種,加入不同的技術(shù)就會有不一樣的效果,隨著各手機廠對AR/VR的探索,預(yù)計Spot dToF系統(tǒng)會有更大的施展空間,進一步提升用戶體驗。
-
半導(dǎo)體
+關(guān)注
關(guān)注
334文章
26660瀏覽量
212897 -
蘋果
+關(guān)注
關(guān)注
61文章
24242瀏覽量
195120 -
dToF
+關(guān)注
關(guān)注
2文章
92瀏覽量
7962
發(fā)布評論請先 登錄
相關(guān)推薦
評論