iTOF相機(jī)中應(yīng)用的接近傳感芯片

iToF全稱是indirect Time-of-Flight，直譯就是間接光飛行時間。所謂間接，就是指iToF是通過測量相位偏移來間接測量光的飛行時間，而不是直接測量光飛行時間。iToF向場景中發(fā)射調(diào)制后的紅外光信號，再由傳感器接收場景中待測物體反射回來的光信號，根據(jù)曝光（積分）時間內(nèi)的累計電荷計算發(fā)射信號和接收信號之間的相位差，從而獲取目標(biāo)物體的深度。

iToF模組的核心組件包含VCSEL和圖像傳感器。VCSEL發(fā)射特定頻率的調(diào)制紅外光。圖像傳感器在曝光（積分）時間內(nèi)接收反射光并進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換。曝光（積分）結(jié)束后將數(shù)據(jù)讀出，經(jīng)過一個模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器再傳給計算單元，由計算單元計算每個像素的相位偏移。iToF計算深度的方式通常是采用4-sampling-bucket算法，利用4個相位延遲為0°，90°，180°和270°的采樣信號計算深度。

iToF的測量精度和幾個因素有關(guān)，分別是調(diào)制光的頻率，光照功率以及積分時間。前文已經(jīng)提到了iToF的深度計算公式。由此，可以推出深度噪聲（精度）。由于c對應(yīng)光速，是一個固定值，所以深度精度和調(diào)制光的頻率、相位信噪比（phase SNR）有關(guān)。當(dāng)相位信噪比一定時，頻率越高，深度噪聲越小，也意味著深度精度越高。

iToF的相位信噪比和傳感器接收到的光電流有關(guān)系。其中，代表調(diào)制信號生成的電子，代表調(diào)制光和環(huán)境光生成的電子總和，代表電容的固有噪聲，是調(diào)制對比度，描述傳感器分離和收集光電子的質(zhì)量。所以，調(diào)制光信號生成的電子數(shù)越多，相位信噪比越大，進(jìn)而推出深度精度越高。增大有兩種方式，一種是增大光照功率，另外一種就是延長曝光時間，也就是前文提到的積分時間。

環(huán)境光傳感芯片又可稱為光距感 接近傳感芯片，它的主要用途是用來對周圍環(huán)境光電的暗弱進(jìn)行測量的，就比如用來對環(huán)境光進(jìn)行測量，是由環(huán)境光傳感器里面的光敏二極管來進(jìn)行的，通過放大、模數(shù)轉(zhuǎn)換等處理，使得光能量得到量化，再通過BB、WLED dirver控制調(diào)節(jié)，可使系統(tǒng)調(diào)節(jié)顯示屏的亮度。

這里推薦臺灣旺泓的光距感接近傳感芯片- WH APS 4530A，它的暗電流小，低照度響應(yīng)，靈敏度高，電流隨光照度增強(qiáng)呈線性變化，還內(nèi)置雙敏感元，自動衰減近紅外，光譜響應(yīng)接近人眼函數(shù)曲線。

WH4530A是一種光到數(shù)字轉(zhuǎn)換器，它結(jié)合了環(huán)境光傳感器、接近傳感器和高效率的紅外LED燈。環(huán)境光傳感器(ALS)內(nèi)置了一個濾光器來抑制紅外，并提供了一個接近人眼反應(yīng)的光譜。ALS可以在黑暗到陽光直射下工作，可選擇的探測范圍約為40dB。雙通道輸出(人眼和清晰)，使ALS在不同光照條件下具有良好的光比。近距離傳感器(PS)內(nèi)置了一個940nm的濾光片，用于環(huán)境光的抗擾，因此PS可以檢測反射紅外光，具有高精度和優(yōu)良的抗擾性。WH4530A具有可編程中斷功能，對ALS和PS具有基于閾值的遲滯。

光距感接近傳感芯片- WH APS 4530A的應(yīng)用：

手機(jī)設(shè)備：手機(jī)，平板電腦，PDA，移動POS機(jī)

消費設(shè)備：液晶電視，iTOF相機(jī)，玩具

計算設(shè)備：筆記本電腦,液晶顯示器

智能家居：智能照明，智能窗簾，夜燈

戶外：監(jiān)控系統(tǒng)，路燈

工業(yè)應(yīng)用

審核編輯黃宇