3D相機的設計難點(diǎn)及安森美的解決方案

1   在A(yíng)GV/AMR、物流測量的完整布局

安森美(onsemi)在A(yíng)GV/AMR、物流測量方面有完整的產(chǎn)品布局，在客戶(hù)端有非常多成功的應用案例。安森美有高性?xún)r(jià)比、小尺寸、高幀率的AR 系列的全局快門(mén)圖像傳感器，支持彩色黑白，特別適合用在VSLAM（視覺(jué)同時(shí)定位與建圖）應用。同時(shí)，安森美也有高性?xún)r(jià)比、高分辨率、高幀率、大像元尺寸、高NIR QE的Hyperlux LH and Hyperlux LP系列卷簾快門(mén)圖像傳感器，廣泛應用于物流行業(yè)高拍掃碼。再有，安森美也還重磅推出了iToF 產(chǎn)品，給3D 應用行業(yè)帶來(lái)了革新的選擇。

2   工程師應用的痛點(diǎn)是什么

目前市場(chǎng)上的3D相機產(chǎn)品主要是雙目相機、結構光相機、ToF相機，每種設計都有其局限性。例如，雙目相機在低照度下精度不佳，面對特征點(diǎn)少的平坦墻壁也存在挑戰，對計算能力要求較高；結構光則需要復雜的光源系統，測量距離偏短；ToF 則存在多路徑反射，分辨率普遍較低，在室外陽(yáng)光下存在挑戰。各種挑戰歸納如下。

a) 工程師在開(kāi)發(fā)過(guò)程中會(huì )遇到鏡頭選型設計的難點(diǎn)，比如景深、光圈、角度、畸變、MTF、成本之間的平衡，往往為了一個(gè)最佳的產(chǎn)品需要進(jìn)行鏡頭的定制。

b) 在A(yíng)GV/AMR 等移動(dòng)設備上，雙目相機的設計往往還需要考慮體積，需要選擇芯片封裝較小且高性能的GS圖像傳感器芯片，2顆芯片的控制和輸出需要嚴格同步。同時(shí)雙目相機在組裝精度方面也有較高的要求。同時(shí)因為是電池應用，對于低功耗的需求也是非常重要的。

c) 在進(jìn)行ToF產(chǎn)品設計的時(shí)候，電源設計以及VCSEL驅動(dòng)電路設計往往會(huì )存在挑戰，如何能確保VCSEL能達到滿(mǎn)意的反光功率是需要重點(diǎn)考慮，存在一版不成功需要改版的風(fēng)險；iToF 相機的內參校正硬件治具設計和方案往往也是工程師比較頭疼的地方。

3   安森美的解決方案

a)安森美每顆傳感器都會(huì )提供推薦的鏡頭選型表，包括市場(chǎng)上常用的鏡頭，以及配合客戶(hù)進(jìn)行鏡頭定制、鏡頭性能測試評估。

b)安森美不僅僅提供優(yōu)異圖像傳感器芯片，其完整的參考設計文檔和應用手冊更是能幫助客戶(hù)簡(jiǎn)化設計，節約產(chǎn)品設計周期。安森美圖像傳感器支持多種相機同步模式，且功耗水平往往優(yōu)于市場(chǎng)上同類(lèi)產(chǎn)品；值得一提的是，安森美針對主流應用的市場(chǎng)，都進(jìn)行了PRISM模組的設計與生產(chǎn)，客戶(hù)在前期評估的時(shí)候，可以直接從安森美購買(mǎi)到模組，大大節約了開(kāi)發(fā)成本和開(kāi)發(fā)時(shí)間。

c)針對目前市場(chǎng)上iToF 產(chǎn)品普遍分辨率不高，測量距離不太長(cháng)、抗陽(yáng)光干擾性能不佳的痛點(diǎn)，安森美推出了全新的1.2 M 像素的iToF 產(chǎn)品AF0130, 這是一款小尺寸的（1/3 寸）的BSI 全局快門(mén)傳感器芯片，芯片內部集成了深度計算模塊、可以直接輸出深度信息；內部有緩存模塊從而大大降低了運動(dòng)物體的artifact；其特有的Smart iToF 模式以及940 nm >40% 的QE，使其在室外陽(yáng)光下也有比較好的測量精度。同時(shí)，AF0130 的校正方法也比較簡(jiǎn)單，無(wú)需客戶(hù)進(jìn)行復雜的物體移動(dòng)治具來(lái)進(jìn)行校正，大大降低了開(kāi)發(fā)成本跟生產(chǎn)效率。

（本文來(lái)源于《EEPW》202411）