長電科技帶你了解不斷突破的3D視覺技術
摘要: 隨著智能手機的逐漸普及,越來越多的功能被賦予在這個小巧的通訊終端上,其中,最具代表性的創(chuàng)新便是3Dsensing。
隨著智能手機的逐漸普及,越來越多的功能被賦予在這個小巧的通訊終端上,其中,最具代表性的創(chuàng)新便是3D sensing。作為3D傳感系統(tǒng)中的佼佼者,3D sensing主要依靠三種技術來實現(xiàn):雙目立體成像、結構光和ToF。
目前,3D sensing較為完善的方案是結構光和ToF,其中結構光方案最為成熟,已經(jīng)大規(guī)模應用于工業(yè)3D視覺。相比結構光方案,ToF則憑借成本優(yōu)勢成為在移動端較為被看好的方案。從封測角度來說,結構光技術的解決方案包括幾個子模塊(點投影儀,近紅外攝像機等),而ToF解決方案則將三個集成到一個模塊中,顯著降低包裝成本。
飛行時間(Time of Flight, ToF)基本原理是通過連續(xù)發(fā)射光脈沖(一般為不可見光)到待測物體上,然后接受從物體反射回去的光脈沖,通過探測光脈沖往返的飛行時間來計算被測物體的距離。

圖1:ToF原理
根據(jù)調制方法的不同,一般分為兩種:脈沖調制(Pulsed Modulation)和連續(xù)波調制(Continuous Wave Modulation)。在激光雷達領域(LiDAR)里分別叫做直接飛行時間(Direct-ToF)測量和間接飛行時間(Indirect-ToF)測量。
在ToF技術大力發(fā)展的同時,其應用范圍也在逐步擴大,從傳統(tǒng)的汽車、醫(yī)療領域逐步擴大到機器人、VR領域。ToF技術對物體表面的灰度和紋理特征性沒有依賴,抗干擾性強,深度計算簡單快速,依托于ToF技術的獨特性,即使工作距離較遠,其計算精度也不會發(fā)生改變。
在上文介紹中,我們得知了LiDAR存在兩種調制方法,即DToF與IToF。其中,DToF發(fā)射的是離散激光脈沖,省電,成像速度高,但對硬件要求較高;Indiret-ToF可以發(fā)射低頻光(紅外),分辨率可以更高,硬件要求低,但是成像速度慢。根據(jù)兩者不同的技術特點,應用設備也不盡相同,但可以肯定的是,隨著設備硬件的不斷升級,在消費電子領域,DToF將逐步取代IToF技術。

圖2:DToF和IToF原理
此外,隨著智能手機的背部鏡頭開孔逐漸增多,搭載LiDAR成像的手機也越來越多。LiDAR的成像通過毫米波雷達到ToF相機或者LiDAR,光源波長正在變得越來越短,頻率越來越高。根據(jù)雷達原理,頻率越高角分辨率越高,雷達圖像越清晰。從成像原理中可以看出,LiDAR模組中使用的芯片封裝技術要求高,尤其要求高質量的光信號。
搭載ToF技術的智能手機可以實現(xiàn)建模、測距、精準識別等功能,而這些拓展而來的眾多功能將會給手機應用帶來一場變革。但是目前智能手機上搭載的LiDAR成像鏡頭仍然以IToF技術為主,主要原因為DToF中核心組件SPAD(單光子雪崩二極管)制作工藝復雜,集成難度大,對使用環(huán)境要求較高。所以目前在消費類電子中使用較少,但是隨著工業(yè)制造的進步和消費者對于智能手機日益多樣化的要求,DToF技術將部分取代IToF技術。
因為雜光將會干擾DToF模組的正常運行,所以在運行過程中需要實現(xiàn)可見光及紅外光屏蔽,這便對封裝工藝提出高質量的要求。除了滿足短小輕薄的同時 ,還需要實現(xiàn)相應光屏蔽。
長電科技(600584)子公司長電先進封裝有限公司擁有先進的8英寸和12英寸的Bumping、WLCSP、FI/FO ECP等多種晶圓級封裝技術,能夠實現(xiàn)芯片多樣化的封裝要求。
其中,F(xiàn)I/FO ECP技術實現(xiàn)了對芯片的側壁及底部的五面包覆,滿足了封裝的低透光率要求(300~1200nm波段光透過率 隨著IToF技術向DToF技術過渡,長電科技的多種的DToF IC封裝技術已具備量產(chǎn)能力,將持續(xù)為客戶提供卓越服務,并將推動DToF技術在技術領域和應用領域的不斷進步。
ToF,DToF








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