全球首款室外測距最長可達20米，為傳統產品5倍以上的CMOS圖像傳感器
有望在自(zi)動飛(fei)行無人機等工業領域作為圖像傳感器和相機實(shi)現廣泛應用

東京2022年(nian)6月16日(ri) /美(mei)通社(she)(she)(she)/ -- 凸版印刷株式(shi)會社(she)(she)(she)（總公(gong)司(si)：東京(jing)都文京(jing)區，代表取締役社(she)(she)(she)長：麿秀晴，以(yi)下簡(jian)稱(cheng)"凸版印刷"）與(yu)(yu)子公(gong)司(si)株式(shi)會社(she)(she)(she)Brookman Technology（總公(gong)司(si)：靜岡縣濱松市，代表取締役社(she)(she)(she)長：青山聰，以(yi)下簡(jian)稱(cheng)"Brookman Technology"）共同開(kai)發出(chu)一款采用"混(hun)合型（hybrid）ToF（光(guang)飛(fei)行(xing)(xing)時間）法"（※1）的"三維(wei)距(ju)離圖像(xiang)傳感器（以(yi)下簡(jian)稱(cheng)"3D傳感器"）"。該(gai)(gai)款傳感器可實現(xian)在1～30米范圍(wei)內(nei)的距(ju)離測(ce)(ce)量，是目前主流的"間接(jie)ToF法"3D傳感器測(ce)(ce)距(ju)范圍(wei)的5倍以(yi)上。自(zi)動飛(fei)行(xing)(xing)無人機或自(zi)動運輸(shu)機器人等通過配(pei)備(bei)傳感器后，可避免與(yu)(yu)障礙物發生碰撞，有助于提升該(gai)(gai)類(lei)設備(bei)的可操作性(xing)和安(an)全性(xing)。

此外，該款(kuan)采用(yong)混合型ToF法的3D傳感器還配備了(le)獨家(jia)的環境光噪聲消除(chu)功(gong)能，是全球首款(kuan)（※2）可在相當于盛夏白天光照強度達到10萬勒(le)克斯（lux）環境下，實現最長20米室外測(ce)距的CMOS圖像(xiang)傳感器。

6月15日，在(zai)美(mei)國火奴魯魯召(zhao)開的半導體技(ji)術國際(ji)(ji)會議(yi)"VLSI 國際(ji)(ji)研(yan)討(tao)會(全稱：2022 IEEE Symposium on VLSI Technology & Circuits）"（主辦方：美(mei)國電氣與電子工程師協會，會期：6月13日至17日）上，由凸版印刷(shua)、Brookman Technology 和靜岡大學(xue)聯合發(fa)表了該項新型ToF 傳(chuan)感器技(ji)術。

• 開發背景

近年(nian)來，隨著智(zhi)能(neng)手機(ji)(ji)和(he)游戲(xi)機(ji)(ji)功能(neng)的(de)增強(qiang)、工業自動駕駛機(ji)(ji)器(qi)人等的(de)普及，3D傳(chuan)(chuan)感器(qi)市場有望進一步(bu)擴(kuo)大。根據距(ju)離檢測(ce)(ce)原理的(de)不(bu)同，3D傳(chuan)(chuan)感器(qi)存在(zai)幾(ji)種測(ce)(ce)距(ju)方式(shi)，而(er)通(tong)過測(ce)(ce)量光線照射到(dao)被(bei)攝體并返回傳(chuan)(chuan)感器(qi)所(suo)需的(de)時間(jian)來估算相(xiang)機(ji)(ji)到(dao)被(bei)攝體距(ju)離的(de)"ToF法(fa)"，則隨著近年(nian)技(ji)術發展的(de)進步(bu)，以(yi)其小型(xing)化和(he)低(di)功耗(hao)等的(de)特點而(er)最(zui)先被(bei)智(zhi)能(neng)手機(ji)(ji)所(suo)采用。

自動駕駛的機器人和無(wu)人機需要配(pei)備"環(huan)(huan)境映射"功(gong)能，才能檢測(ce)出(chu)幾十米(mi)開外的障(zhang)礙物并從捕獲的圖像(xiang)中(zhong)掌握(wo)自身所處(chu)的位置，而(er)目前主流的"間(jian)接ToF法"3D傳感器在戶(hu)外使(shi)用時，由(you)于其缺(que)乏足夠的"抗環(huan)(huan)境光"性能，因此阻礙了(le)其進一步(bu)的普及應用。

凸版印刷將Brookman Technology納為子公(gong)司(si)(si)后，靈活發揮兩(liang)家公(gong)司(si)(si)的(de)優勢，全(quan)面推動新型3D傳感器(qi)的(de)研發工作。通過(guo)改進Brookman Technology專長的(de)"短脈沖驅(qu)(qu)動方式"（※3），成(cheng)功研發出了(le)全(quan)新的(de)混合(he)型ToF技術，不但具(ju)備遠(yuan)距(ju)離測量和優異(yi)的(de)抗環境光性能，還實(shi)現了(le)高速圖像捕(bu)獲和多(duo)臺同時驅(qu)(qu)動的(de)功能。

• 本次開發的新型ToF傳感器的關鍵特性

1. 可實現30m遠距離測量

通(tong)過采用混合型(xing)ToF驅(qu)動方式，可(ke)實(shi)現(xian)長達30米的遠(yuan)距離測量(liang)，約為現(xian)有機型(xing)的5倍。

2. 配備環境光噪聲消除功能，可在盛夏的室外進行測量

傳感(gan)器(qi)(qi)的(de)每(mei)個(ge)像素都配備了消(xiao)除(chu)環(huan)境光成分的(de)功能(neng)。因(yin)此，該傳感(gan)器(qi)(qi)可以消(xiao)除(chu)環(huan)境光噪聲(sheng)，即使是在盛夏白天光照強(qiang)度達到10萬勒克斯的(de)環(huan)境下，也能(neng)夠(gou)準確測量距離。

3. 每秒120張的高速圖像捕獲功能

通過在一幀(zhen)內完(wan)成測(ce)距(ju)與(yu)消除(chu)環境光噪聲(sheng)，確保不會(hui)發生成像(xiang)模(mo)糊(hu)而導致"測(ce)量誤差"，實現精準測(ce)距(ju)。因此，1秒內最多可以捕獲120張距(ju)離圖像(xiang)，大(da)約是傳統機型的四倍多。

4. 最多可同時驅動256臺相機

采(cai)用獨家(jia)控制方(fang)式，可以(yi)像消除環境(jing)光(guang)一樣(yang)消除其(qi)他相(xiang)(xiang)機所(suo)發出的信號光(guang)。因此，可以(yi)同時驅動(dong)多臺(tai)(tai)相(xiang)(xiang)機而不產生(sheng)干擾，最(zui)多可以(yi)同時驅動(dong)256臺(tai)(tai)相(xiang)(xiang)機。

• 今后的目標

凸版(ban)印刷(shua)與Brookman Technology今后(hou)將致力于在自動駕駛(shi)機器人和工業設備等領域(yu)普及(ji)新(xin)(xin)型ToF傳感器，給此類設備安(an)裝上(shang)(shang)這(zhe)雙(shuang)可提(ti)升性能的(de)全(quan)新(xin)(xin)"眼(yan)睛"，為實(shi)現(xian)更安(an)全(quan)、更便捷的(de)社會做(zuo)出貢(gong)獻。目前，凸版(ban)印刷(shua)正在研發(fa)相應的(de)相機以搭載采(cai)用(yong)新(xin)(xin)型ToF法的(de)距離傳感器，并計(ji)劃于2022年(nian)(nian)12月開始提(ti)供評估機型，在2023年(nian)(nian)秋季正式上(shang)(shang)市銷售(shou)。

凸版印刷預(yu)計在2025年度內，實現包(bao)括新型(xing)ToF傳感器及搭載該(gai)類傳感器的(de)(de)相機、以及相關周邊訂單在內的(de)(de)銷售額約70億日元(yuan)的(de)(de)目(mu)標。

關于Brookman Technology

Brookman Technology（原株式會(hui)社(she)Brookman Lab）是由靜(jing)岡大學(xue)(xue)電(dian)子(zi)工(gong)學(xue)(xue)研(yan)究(jiu)所的(de)川(chuan)人祥二(er)教授基于(yu)(yu)在文部科學(xue)(xue)省"濱(bin)松地區智(zhi)慧集群創業(ye)"項目中的(de)研(yan)究(jiu)成果，將民營企(qi)業(ye)的(de)經(jing)營管(guan)理經(jing)驗(yan)與(yu)產品商業(ye)化技術(shu)相結合，于(yu)(yu)2006年2月成立(li)的(de)一家公司。此后(hou)，參與(yu)了多(duo)項CMOS集成電(dian)路、圖像傳(chuan)感器(qi)、ToF傳(chuan)感器(qi)的(de)研(yan)發和設計工(gong)作。2021年3月，凸版印刷收購該公司94.6%的(de)股(gu)份，將其(qi)納為旗下子(zi)公司。

關于凸版印刷

凸版印刷(shua)(shua)是一家在印刷(shua)(shua)、通(tong)信、安(an)防(fang)、包裝、裝飾材料、電子和(he)數字轉(zhuan)型(xing)領域提供(gong)(gong)(gong)綜(zong)合解決方案的(de)(de)全球(qiu)(qiu)領先(xian)供(gong)(gong)(gong)應商。我們的(de)(de)全球(qiu)(qiu)團隊擁(yong)有超過50,000名員工(gong)，為各個行業(ye)的(de)(de)客戶(hu)提供(gong)(gong)(gong)由行業(ye)領先(xian)的(de)(de)專業(ye)知識和(he)技(ji)術(shu)結合的(de)(de)最佳解決方案，以(yi)應對企業(ye)和(he)社會在當(dang)今瞬息萬變的(de)(de)市(shi)場(chang)中所面(mian)臨的(de)(de)各種挑戰。

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※1 "混合型(xing)ToF法(fa)(fa)(fa)(fa)"是指通過靜岡大學川人祥二教授提出的(de)(de)ToF測量法(fa)(fa)(fa)(fa)，在(zai)采用相(xiang)位差測距(ju)的(de)(de)"間(jian)(jian)接(jie)ToF法(fa)(fa)(fa)(fa)"的(de)(de)基礎上，結合了(le)用時(shi)間(jian)(jian)差測距(ju)的(de)(de)"直接(jie)ToF法(fa)(fa)(fa)(fa)"的(de)(de)功能而產生的(de)(de)一項新型(xing)傳(chuan)感技(ji)術(shu)(shu)。由(you)于此(ci)項技(ji)術(shu)(shu)通過組合多(duo)個短(duan)時(shi)間(jian)(jian)窗(chuang)口，即所謂的(de)(de)"多(duo)時(shi)間(jian)(jian)窗(chuang)口技(ji)術(shu)(shu)"，來估算光(guang)(guang)的(de)(de)往返時(shi)間(jian)(jian)，因此(ci)與(yu)傳(chuan)統(tong)的(de)(de)間(jian)(jian)接(jie)ToF法(fa)(fa)(fa)(fa)相(xiang)比，具(ju)有在(zai)室外測距(ju)時(shi)不(bu)容易受到(dao)環(huan)境光(guang)(guang)噪聲影(ying)響的(de)(de)特性。

※2 作為不(bu)使用雪崩光(guang)電二極管而是采用傳統CMOS圖(tu)像傳感器(qi)像素結(jie)構的ToF傳感器(qi)，基于本(ben)公(gong)司針對現(xian)有技術論(lun)文(wen)及現(xian)有產品(pin)目錄調查得(de)出的結(jie)果(guo)（截至2022年6月(yue)）。

※3 "短脈(mo)沖驅動(dong)方(fang)式"是指與(yu)持續(xu)(xu)發射連續(xu)(xu)波激光的(de)(de)"連續(xu)(xu)波法"不同，通過照(zhao)射時(shi)間寬度極短的(de)(de)脈(mo)沖激光來進行測距(ju)的(de)(de)驅動(dong)方(fang)式。

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