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索尼发布用于智能手机的dToF SPAD测距传感器IMX611


品慧电子讯:据麦姆斯咨询报道,近期,索尼半导体解决方案公司(中文简称:索尼;英文简称:Sony)发布了一款用于智能手机的直接飞行时间(dToF)SPAD距离传感器——IMX611。


该传感器采用了索尼自研的SPAD(单光子雪崩二极管)像素构造,可以实现领先的光子探测率——高达28%。由此,在得以实现高精度测距性能的同时,还有助于系统整体功耗的降低。该传感器将被搭载于智能手机,为那些基于距离信息的新功能以及应用程序(APP)的新价值创造做出贡献。


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索尼SPAD dToF距离传感器IMX611


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该SPAD dToF距离传感器能够正确地测量与目标物体的距离,可被应用于能见度较差的暗光环境,有助于提高摄像头自动对焦性能,也可以实现目标物体的背景虚化、广角拍摄和远摄的无缝切换等功能,从而拓展智能手机的拍摄体验。同时,让三维空间识别、增强现实(AR)应用、动作捕捉、手势识别等成为可能,随着今后“元宇宙(Metaverse)”的普及,虚拟现实(VR)头戴式设备和AR眼镜的市场需求也将大增,该传感器还将有望提升此类设备的人机交互性能。


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SPAD dToF距离传感器IMX611测距结果(左:3D点云图 右:拍摄场景)


使用索尼SPAD dToF距离传感器的应用示例:


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手部追踪


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AR应用


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AR地图


核心功能


■ 领先的光子探测率,可实现高精度、低能耗测距


该传感器通过铜-铜(Cu-Cu)连接方式堆叠了背照式SPAD像素芯片(上层)和搭载了信号处理电路的逻辑芯片(下层)——实现每一个像素与电路的连接。通过在像素层的下方部署电路层,确保开口率的同时,实现了SPAD微小的像素尺寸(10μm)。此外,索尼还在像素方面进行了如下优化:


?在光入射面上设置凹凸结构,通过让入射光衍射来提高吸光率;


?通过优化像素内雪崩区域的设计,有效地产生倍增现象。


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索尼SPAD dToF距离传感器结构图


得益于上述索尼自研的像素结构,在目前广泛普及的940 nm波长的智能手机VCSEL光源下,该SPAD图像传感器实现了领先的光子探测率(28%),能够高精度测距的同时,减少了系统整体的耗电量。


■ 索尼自研的信号处理功能,让系统整体开发更简易


通过在SPAD dToF距离传感器内的逻辑芯片中内置索尼自研的信号处理功能,将从SPAD像素取得的原始RAW信息转换为距离信息之后输出。上述整个过程在该传感器内部即可完成,这样可以减轻后期处理的负担,从而简化智能手机系统整体的开发。



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