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  • 手机大厂如何提升3D识别系统性能?1D ToF的创新应用有哪些?

    手机大厂如何提升3D识别系统性能?1D ToF的创新应用有哪些?

    1D ToF的创新应用有哪些?它是如何提升3D识别系统可靠性、稳定性,降低系统功耗的?拥有传感器核心技术的ams,能从哪些方面提升你的手机系统设计水平呢? 近日,在1D ToF研讨会中,ams资深技术支持经理白燕恭就以上热点问题以及1D ToF的工作原理、应用要点等做了精彩阐述,吸引到数百名专业观众观看并参与互动,整场提出200多个专业问题,火爆程度可见一斑。精彩讲解摘录如下(详尽内容请看视频回放)。 注:对ams或1D ToF还有任何想了解的,欢迎留言提出(有礼品相送,不可错过)。 视频链接:https://v.qq.com/x/page/o09073bovlm.html 正式开讲之前,例行做下公司介绍:ams是一家高速增长、拥有核心传感器技术的公司,产品广泛应用于通信、消费、信息处理、汽车、工业和医疗电子等领域。 在智能手机和可穿戴市场上,ams传感器已覆盖的方向有: 近来需求火爆的3D传感,包括核心组件垂直腔表面发射激光器(VCSEL)、泛光灯、飞行时间(ToF)等; 智能耳机,包括业界首次实现的半入耳式耳机主动降噪等; 后置相机的场景优化,如白平衡、闪烁光源检测、自动对焦等; 健康管理应用中的血压、血氧、心率等生命体征监测; 可为电子商务,如网购,提供更精确颜色检测的光谱传感器; 更自然、更柔和的屏幕显示等。 dToF技术的优势和核心要点 1D ToF技术已广泛应用于:距离检测,如扫地机器人;接近传感,扩展至笔记本电脑等更大屏幕的锁屏和解锁,以及自动化工厂中的安全距离检测,即用于工人与机器人近距离协同工作时控制安全距离;Trigger Sensing,用于无人机做室内天花板/地面迫近检测,以及商场中触发自动开关门等。可以说,只要对距离有精确测量需求的场景,就需要用到1D ToF。 从技术实现方式来分,1D ToF有两种,一是直接测距dToF,即通过发射、接收光并测量光子飞行时间从而确定距离;二是市面上很成熟的非直接测距iToF,即通过测量发射波形和接收波形间的相位差换算飞行时间从而确定距离。相比之下,dToF具有True-distance,快速响应、低功耗以及多物体同步精确检测等优势。 目前领先的dToF传感器,如ams的1D TMF8xxx系列,基于ams专有的单光子雪崩二极管(SPAD)像素设计和具有极窄脉宽的时间-数字转换器 (TDC),可实时测量光子的直接飞行时间,实现快速精准确定物体的距离。(具体dToF技术原理,详见篇首视频讲解) ams 1D ToF主打产品分析 简单讲下ams两个主打dToF产品的特性,已成熟量产的TMF8701和即将发布的升级版TMF8801。 TMF8701有两种工作模式:0-10cm 接近/远离检测,可用于启动显示屏传感器和关闭人脸识别系统;10-60cm准确距离测量,可用于触发更高功耗的人脸识别系统(具体工作原理解析见视频,文字摘录见下节案例分享)。TMF8801的提升主要在于工作距离的扩展,可远至2.5m。 值得特别留意的是,TMF8701能够以低功率运行,在以10Hz频率采样时,接近传感模块耗能仅为940µA,极低的功耗使其非常适合保持常开,可作为智能手机脸部识别系统的唤醒器件。 ams的dToF传感器TMF8xxx系列,有如下5大优势(直方图作用机制、产品参数对比等,请看视频),即: 多路径干扰抑制,即SPAD秒表计时的精确控制和直方图机制,可最大限度降低多路径效应影响; 卓越的油污抑制; 人眼安全检测,已通过1级人眼安全认证; 环境光高抗干扰性,集成了光学滤波器,可以消除强光如太阳光中的红外部分,把干扰降到最低; 芯片尺寸小,比市面成熟产品节省33%的空间。 抑制光干扰是光电设计中非常重要且极具挑战性的工作,ams给出TMF8x01光设计指南如下: 空气间隙(airgap),即Sensor的下表面到盖板玻璃的下表面的间距,建议为0.3-0.6mm; 玻璃厚度0.55mm; 发射端和接收端的玻璃开孔孔径分别为1.5和1.1mm; 挡墙设计; 盖板上的油墨建议为85%透过率的红外油墨; 组装公差建议为+/-0.20mm。 1D ToF应用案例深度分享 最后,讲下1D ToF的应用案例。除了广为人知的应用方式,在智能手机中,1D ToF还可用于当下最流行的前置3D传感面部识别系统。以基于1D ToF等传感系统实现的Attention Aware功能为例。 现在用户手机里的应用越来越多,每个应用上花费的有效时间是多少?这个数据可以帮助用户优化其时间分配,同时,也是广告客户应用投放参考。而AttenTIon Aware功能就可以用于记录用户在不同应用上的有效时间。 具体的生效流程如下: 手机非锁定状态; 低功耗的1D ToF保持常开状态,实时进行存在检测及人脸距离检测; 人脸在工作范围内,唤醒功耗更高的泛光灯+红外摄像去做2D的脸部和眼睛监测; 如用户注意力监测时发现未检测到人脸、眼睛转向他处、闭眼过长时间等,即可判定用户注意力不在手机上,则手机屏幕可在20秒内关闭。 3D人脸识别+AttenTIon Aware的工作流程则略有扩展。在常开状态的1D ToF检测通过、唤醒泛光灯及红外摄像后,做头部、眼部检测及距离检测,通过后才唤醒高耗能的3D成像来进行脸部深度信息采样,比对通过后解锁。 需要留意的是,在3D提取脸部深度信息和特征信息做校验时,依然需要1D ToF做距离检测,以提供脸部距离给3D做距差还原后进行比对。这是因为,当人脸离屏幕的距离与扫描入库时的规范距离不一致的时候,脸部会略有些变形,需要在比对时做还原处理。通过这样缜密的人脸识别进行解锁,能够提升解锁系统的安全性。 实测数据显示,集成1D ToF的3D识别系统,1次解锁流程可节能超70%。更需留意的是,未集成1D ToF的3D识别系统有效工作距离更窄,由正常的20-60cm缩减为25-40cm,用户体验更差(具体讲解,请看开篇视频)。 可以说,白燕恭就像一位谆谆教诲的老师一样,从1D ToF的技术、产品到应用全方位做了详解。很多听众都很有收获,你呢?欢迎转给好友共同学习进步! 没听够?留言提出你的需求,后续我们将邀请专家进行针对性解答哈。专属一对一,机会难得,赶紧留言吧!

    时间:2020-05-27 关键词: ams dtof 3d识别

  • 艾迈斯半导体推出更小型dToF模块 让智能手机测距更精准

    艾迈斯半导体推出更小型dToF模块 让智能手机测距更精准

    该模块支持智能手机摄像头实施激光检测自动对焦,即使在覆盖玻璃脏污的情况下,也能准确瞄准目标和测量距离。高性能传感器解决方案供应商艾迈斯半导体宣布推出了全球体积最小的用于测量直接飞行时间(dToF)距离的集成式模块——TMF8801,该模块可在2cm至2.5m范围内提供准确测量。 相比与之竞争的ToF传感器,TMF8801的体积减小超过30%,因此特别适合用在空间受限的紧凑型设计中。此外,在一些重要参数方面,又可以提供出色性能,包括准确性,以及在日光下的可用性。与之竞争的ToF传感器在玻璃脏污时,非常难以准确测量距离,而TMF8801则不然---它可以利用片上直方图处理功能,保持高精度测量。 “新推出的TMF8801直接飞行时间传感器对2018年发布的TMF8701短距离ToF传感器进行了补充,能够增大智能手机的感测距离”, 艾迈斯半导体集成光学传感器业务线高级产品营销经理Dave Moon表示,“TMF8801非常适合用于为采用激光检测自动对焦技术(LDAF)的后置手机摄像头提供支持,帮助提高其性能,让手机用户能够拍摄对焦更清晰的照片或者进行自拍。” 我们如何实现行业领先的准确性?TMF8801集成了VCSEL红外发射器、多个SPAD(单光子雪崩光电二极管)光探测器、时间-数字转换器和实施直方图处理的片上微控制器,能够提供出色的ToF性能。与采用间接ToF系统测量均距的产品相比,采用直接ToF时间测量方法的TMF8801能够提供准确度更高、更真实的距离测量结果。 用于支持LDAF时,高精度距离测量能够进一步提升摄像头的性能:在任何环境光条件下,都能拍摄出更清晰、准确对焦的图像,且能够根据对焦距离准确调节摄像头闪光灯的亮度,提高图片的质量。 不止用于智能手机—还可用于更多应用由于TMF8801体积小巧以及功耗低的特性,使之非常适合自动吸尘器和工业机器人等需进行快速测距避障检测的应用。对于以显示屏为基础的产品(例如移动计算),TMF8801可以用于检测用户占位,根据用户的占位情况(在或是不在)自动唤醒,或者让系统进入低功耗睡眠模式。 价格和供货情况TMF8801采用2.2mm x 3.6mm x 1.0mm封装,目前已实现量产。 订购量达5,000片时单价为2.89美元。

    时间:2019-10-14 关键词: 艾迈斯 dtof

  • 艾迈斯半导体推出工作范围得到扩展、体积更小的dToF模块,使智能手机能够准确测量距离

    艾迈斯半导体推出工作范围得到扩展、体积更小的dToF模块,使智能手机能够准确测量距离

    中国,2019年9月25日——全球领先的高性能传感器解决方案供应商艾迈斯半导体今日宣布推出了全球体积最小的用于测量直接飞行时间(dToF)距离的集成式模块——TMF8801,该模块可在2cm至2.5m范围内提供准确测量。相比与之竞争的ToF传感器,TMF8801的体积减小超过30%,因此特别适合用在空间受限的紧凑型设计中。此外,在一些重要参数方面,又可以提供出色性能,包括准确性,以及在日光下的可用性。与之竞争的ToF传感器在玻璃脏污时,非常难以准确测量距离,而TMF8801则不然---它可以利用片上直方图处理功能,保持高精度测量。“新推出的TMF8801直接飞行时间传感器对2018年发布的TMF8701短距离ToF传感器进行了补充,能够增大智能手机的感测距离”,艾迈斯半导体集成光学传感器业务线高级产品营销经理Dave Moon表示,“TMF8801非常适合用于为采用激光检测自动对焦技术(LDAF)的后置手机摄像头提供支持,帮助提高其性能,让手机用户能够拍摄对焦更清晰的照片或者进行自拍。”我们如何实现行业领先的准确性?TMF8801集成了VCSEL红外发射器、多个SPAD(单光子雪崩光电二极管)光探测器、时间-数字转换器和实施直方图处理的片上微控制器,能够提供出色的ToF性能。与采用间接ToF系统测量均距的产品相比,采用直接ToF时间测量方法的TMF8801能够提供准确度更高、更真实的距离测量结果。用于支持LDAF时,高精度距离测量能够进一步提升摄像头的性能:在任何环境光条件下,都能拍摄出更清晰、准确对焦的图像,且能够根据对焦距离准确调节摄像头闪光灯的亮度,提高图片的质量。不止用于智能手机—还可用于更多应用由于TMF8801体积小巧以及功耗低的特性,使之非常适合自动吸尘器和工业机器人等需进行快速测距避障检测的应用。对于以显示屏为基础的产品(例如移动计算),TMF8801可以用于检测用户占位,根据用户的占位情况(在或是不在)自动唤醒,或者让系统进入低功耗睡眠模式。价格和供货情况TMF8801采用2.2mm x 3.6mm x 1.0mm封装,目前已实现量产。订购量达5,000片时单价为2.89美元。有关TMF8801的样本申请和评估板获取,请联系艾迈斯半导体销售代表。

    时间:2019-09-26 关键词: 传感器 集成式模块 dtof

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