安森美這款iToF傳感器讓3D深度測量技術輕松落地

現代工業自動化的成功離不開3D視覺技術的強大功能。傳統的2D傳感器只能提供平面圖像，這使其在設備檢測等應用中的效能大打折扣。2D傳感器可以讀取包含物品尺寸的條形碼，但無法獨立測量物體的實際形狀和大小，更難以獨立識別潛在的凹痕、缺陷或不規則之處。此外，2D傳感器讀取的數據易受光照條件的影響，不理想的光線往往會使關鍵區域變得模糊或失真。

然而，深度感知技術通過模擬人類視覺，以3D方式處理Z軸，為突破這些限制帶來了曙光。現在，深度攝像頭可以分辨物體的完整性，對設備進行精確檢查，甚至可以捕捉細微的面部特徵，為門禁控制等應用提供強大支持。憑藉這些出色性能，3D視覺成爲了重塑市場格局的關鍵力量，給國防、航空航天、醫療、汽車、消費電子等各行各業帶來了深遠影響。無論是障礙物檢測、面部識別、自動駕駛還是機器人助手，深度感知都已經成爲了現代工業自動化領域不可或缺的重要技術。

各種各樣的深度感知技術都依賴於主動或被動視覺照明。基於被動照明的深度感知通常需要高度校準的立體傳感器和視差，這與人眼的視覺機制非常相似。主動感知則會向目標發射光束，並利用反射的能量確定深度信息。這種技術需要一個能量發射器，但它優勢明顯，例如能夠穿透雲霧和煙塵、可以全天候工作，測量結果更加精準可靠。

主動照明技術有以下幾種：直接飛行時間(dToF)、間接飛行時間(iToF)、結構光和主動立體視覺。間接飛行時間(iToF)技術利用發射信號和接收信號之間的相位差來計算距離。這種方法準確性很高，並且照明硬件非常簡單。

本文將介紹安森美(onsemi)最新推出的產品系列——Hypelux ID。該系列在iToF技術領域取得了重大進展，能夠提升當前工業和消費應用中的深度感知能力。

現有iToF技術侷限性導致其難以大規模普及

iToF感知是許多應用的核心技術。常見的用例包括各種智能手機都支持的面部識別功能。然而，這種訪問控制功能只能在近距離範圍內發揮作用。除此之外，iToF技術還被廣泛應用於機器視覺(MV)、機器人、增強現實/虛擬現實(AR/VR)、生物識別、患者監測等領域。目前，這些應用僅限於室內近距離（5米內）環境，針對不需要高分辨率的靜止目標使用。iToF技術的潛在應用範圍受到多重挑戰的制約，具體涉及到運動問題，硬件和數據處理架構的開銷與複雜性，以及對精密校準的需求。

這些重大障礙迫使工程師們要麼採用複雜且昂貴的3D方案來獲取深度信息，要麼徹底放棄獲取深度信息方案。安森美憑藉傑出的創新實力，強勢推出Hyperlux ID 系列，成功突破了以往的技術限制，充分釋放了iToF技術的核心優勢。Hyperlux ID 的iToF實現方案將有望促使這項重要技術得到更廣泛的應用。

Hyperlux ID 技術進展詳情介紹

安森美的Hyperlux ID 感知系列首兩款120萬分辨率(MP) iToF 產品，即AF0130和AF0131。該系列將從以下四個關鍵方面改善傳感器性能以及優化相關開發流程：

1.獲取移動目標的可靠深度信息

2.優化分辨率和深度距離，提高準確性

3.降低成本並減小尺寸

4.減少校準時間

下面將展開詳細探討以上四點。

減少運動偽影

爲了實現更廣泛的應用，iToF傳感器必須能夠有效處理移動目標，產生無運動偽影的準確結果。前文提到，iToF感知依賴於光反射，需利用四個或更多不同相位來計算深度。市面上現有的 iToF感知方案几乎都無法同時捕獲和處理這些相位，因而難以應對移動目標的應用。Hyperlux ID深度傳感器採用獨特的專有集成和讀出結構設計，可以通過兼具片上存儲和實時處理能力的全局快門捕獲快速移動目標，支持傳送帶操作、機械臂、監控、防撞、手勢檢測等應用。

倉庫中的iToF應用

更高分辨率=更高準確性和更大深度

目前市場上的大多數iToF傳感器僅支持VGA分辨率，這導致其準確性不足，進而限制了其應用範圍。前文提到，VGA之所以更為盛行，主要歸因於其複雜的相位捕獲機制以及數據密集型處理需求。

相比之下，Hyperlux ID 傳感器採用高性能3.5 µm 背照(BSI)像素設計，分辨率達1.2 MP (1280x960)。比VGA更高的分辨率給Hyperlux ID 傳感器帶來了更多優勢，不僅擴展了其深度範圍，在近距離使用時，它還能實現非常高的準確性，並支持使用廣角光學元件。

憑藉更高的分辨率，Hyperlux ID傳感器還進一步提高了量子效率，降低了深度抖動。所有這些性能改進的結合，為iToF傳感器在高分辨率和深度需求突出的應用領域開闢了新的應用前景，比如手勢識別、質量檢測與控制、訪問控制等。

現有iToF方案（左）與安森美的新型先進Hyperlux ID iToF（右）

更大範圍

得益於分辨率的提升，Hyperlux ID 深度傳感器的深度測量範圍優於當前市場上的其他iToF傳感器。目前iToF產品的室內測量範圍普遍小於10米，而Hyperlux ID iToF 傳感器系列可以達到30米。高性能全局快門像素的採用，使得整個傳感器陣列能夠與主動紅外光精準對齊，從而有效抑制其他紅外源（包括常見的室內燈光和最具挑戰性的太陽光）產生的干擾。

校準和開發更加輕松

要準確記錄和計算相位差，必須先精確校準iToF傳感器，這一過程通常非常耗時。爲了簡化此過程，我們開發了一種專有方法，使Hyperlux ID 傳感器更便於校準，從而大幅縮短了設置時間。

爲了協助開發，安森美還打造了一套易於使用的開發套件，其中包括一個主板、一個傳感器主板和一個激光板。此套件可在室內和室外使用，支持的範圍為0.5 - 30 米，能夠分析圖像，進而生成深度圖、3D點雲以及相關的相位和深度數據。

最后，通過使用擴頻技術，許多iToF傳感器和其他支持紅外的設備可以在同一系統中協同工作，完全無需擔心設備間的信號干擾。

安森美的iToF傳感器以更低成本實現更強大功能

iToF傳感器以其精準的3D深度測量能力，在工業和消費應用中佔據了重要地位。安森美的Hyperlux ID 深度傳感器顯著提升了iToF深度感知技術的性能並簡化了相關設計，為此類技術開創了嶄新的應用未來。

與目前市面上的iToF傳感器相比，Hyperlux ID 深度傳感器能夠更有效地處理運動中、户外環境和更遠距離的目標。此外，新穎的設計降低了Hyperlux ID 深度傳感器的成本，減少了對電路板空間的需求，而且還更易於使用。

Hyperlux ID 系列深度傳感器目前包括兩款產品：AF0130和AF0131。AF0130內置了深度處理功能，而AF0131則無此功能，更適合希望使用自有原創算法的客户。

力源信息

武漢力源信息技術股份有限公司是中國本土電子元器件分銷行業第一家A股上市公司(股票代碼300184)。2013年-2017年圍繞產業鏈上下游先后全資併購三家同行業優秀公司深圳鼎芯(國產芯片分銷及方案提供)、南京飛騰(電力行業模塊及終端產品研發、生產及銷售)、武漢帕太(日系高端芯片分銷)，並於2014年和2019年分別參股上海雲漢芯城(國內最大芯片銷售電商)及上海互問(語音AI芯片設計及方案提供商)。目前公司在武漢、上海、深圳、南京、香港、新加坡及美國設立了多家分支機構，服務於公司各類業務及行業客户。

20多年來，公司始終圍繞電子元器件行業上下游進行發展和擴張，目前公司主營業務包括電子元器件的代理（技術）分銷業務、芯片自研以及智能電網產品的研發、生產及銷售。

在代理分銷業務方面，目前公司代理及分銷的主要產品線有MURATA（村田）、ROHM（羅姆）、ST（意法半導體）、onsemi（安森美）、SONY（索尼）、Fingerprint cards AB（FPC）、JAE（航空電子）、AMPLEON（安賦隆）、KNOWLES（樓氏）、TOSHIBA（鎧俠）、OMRON（歐姆龍）、RUBYCON（路碧康）、VISHAY（威世）、SENSATA（森薩塔）、LUMILEDS（流明）、ALPS（阿爾卑斯）、JST（日壓）、EMERSON（艾默生）、KDS（大真空）、思特威、上海移遠、兆易創新、昂瑞微、鋭能微、江波龍、長鑫存儲、思瑞浦、豪鵬、上海貝嶺、江海股份、恆爍、武漢新芯、聖邦微、華為海思等上百家芯片原廠。公司的專業電子商務平臺「力源芯城」為客户在線購買提供一站式服務，現有註冊客户約12萬。

在自研芯片業務方面，公司已推出微處理器MCU、小容量存儲芯片EEPROM、功率器件SJ-MOSFET三大系列產品，並不斷推出新的型號及進行老產品迭代。在下游解決方案及模塊方面，基於代理產品及自研產品推出GaN 5G通信功率模塊、助聽器方案、WiFi模組、BMS模組、藍牙物聯網電錶模組、健康手錶方案等。

在智能電網產品業務方面，公司主要從事電力行業智能電錶（芯片解決方案）業務、智能斷路器及其衍生產品、電力線載波通信模塊的研發、生產、銷售及服務。此外，公司還從事 SMT代工、數據採集器以及數據集中器等業務。

未來，公司將繼續深耕電子元器件代理分銷、解決方案和模塊以及智能電網產品業務，加大自研芯片業務研發投入及市場推廣，進一步提升公司在行業內的知名度及市場地位，實現從代理分銷轉型到芯片設計與代理分銷並舉的雙核心戰略。

(力源信息)