ADI 推出的 ADTF3175 ToF 傳感器模塊為行業(yè)提供了一種高精度的解決方案，有效解決了傳統(tǒng) ToF 傳感器在分辨率和測量精度方面的局限性。它是一款完整的飛行時間 (ToF) 模塊，適合高分辨率 3D 景深測量和視覺系統(tǒng)。該模塊具備 100 萬像素的高分辨率特性，可直接集成到各種設(shè)備中。使用高性能、多功能 ToF 傳感器模塊可提高應(yīng)用的性能。ADTF3175 ToF 傳感器可應(yīng)用于：機器視覺系統(tǒng)、機器人、樓宇自動化、增強現(xiàn)實 (AR) 系統(tǒng)等應(yīng)用。

傳統(tǒng) ToF 傳感器的挑戰(zhàn)

ToF 傳感器主要用于測量與物體的距離，具有多種功能，廣泛應(yīng)用于如 SLAM (即時定位與地圖構(gòu)建）、避障、手勢控制和 3D 掃描等領(lǐng)域。傳統(tǒng)的 ToF 傳感器被用于智能手機和游戲機等消費類產(chǎn)品，但在注重精度和性能的應(yīng)用開發(fā)時，會面臨以下挑戰(zhàn)：

缺乏分辨率和精度，難以準確測量小物體

檢測范圍窄，需要集成多個傳感器

數(shù)據(jù)分辨率低，影響圖像處理 AI 的精度

從芯片到光學(xué)設(shè)計的過程繁瑣，耗時耗力

特別是在工業(yè)機械、機器人和安全系統(tǒng)等需要高可靠性的應(yīng)用，需要更精確和高分辨率的 ToF 傳感器。ADI 開發(fā)的 ADTF3175 ToF 傳感器模塊正是針對此類需求而設(shè)計的解決方案。該模塊憑借業(yè)界領(lǐng)先的高分辨率和深度精度，可廣泛應(yīng)用于包括工業(yè)等應(yīng)用。模塊化架構(gòu)使其易于集成并簡化設(shè)計。下文將對該產(chǎn)品的功能特性進行詳細分析。

ADTF3175 100 萬像素高分辨率 ToF 傳感器的卓越性能

下圖 (圖1) 為 EVAL-ADTF3175-NXZ 評估模塊。ADTF3175 具有與傳統(tǒng)的任何 ToF 傳感器不同的卓越性能。

圖1 EVAL-ADTF3175-NXZ 評估模塊

以下是其規(guī)格摘要：

配備 3.5μm×3.5μm 的 1024×1024 像素的 ToF 成像器

視野 (FOV）：75°×75°

深度范圍：40cm~4m

條件：最大景深噪聲 (1σ) 15mm，最小 19% 目標反射率，3klux 等效光照

深度精度：±5mm (全深度范圍)

接口

4 個 MIPI CSI-2 Tx 通道，每通道 1.5Gbps

4 線 SPI

2 線 I2C

用于本地成像器和照明軌的電源調(diào)節(jié)器

帶校準功能

在性能方面，它具有以下三個主要特點：

100 萬像素高分辨率

ADTF3175 ToF 傳感器具有突破性意義的 100 萬像素 (1024×1024) 的高分辨率。由于可以獲取高清數(shù)據(jù)，因此可以更準確地捕捉物體的形狀、大小和運動。基于此高分辨率特性，可以實現(xiàn)的處理范圍擴大，使得構(gòu)建傳統(tǒng) ToF 傳感器難以實現(xiàn)的高性能檢測系統(tǒng)成為可能。

深度精度：±5mm (在全深度范圍內(nèi))

ADTF3175 ToF 傳感器支持 0.4~4m 的深度范圍，深度精度高，僅 ±5mm，可以清楚地檢測到 4 米距離的物體，可在各種距離條件下進行穩(wěn)定測量。由于精度在整個深度范圍內(nèi)是恒定的，具有易于設(shè)計的優(yōu)點。

75°×75° 寬視野 (FOV)

ADTF3175 ToF 傳感器具有 75°×75° FOV 的先進寬視野。由于檢測范圍廣，因此在需要監(jiān)控大面積區(qū)域的應(yīng)用中，只需使用較少的傳感器即可完成監(jiān)控。這不僅簡化了設(shè)計，還降低了傳感器的成本。

應(yīng)用場景示例

ADTF3175 可顯著提升以下應(yīng)用的性能：

精確的手勢控制：甚至可以識別指尖動作，以實現(xiàn)精細控制

高精度 3D 掃描：掃描復(fù)雜的幾何形狀，例如對角線放置的盒子和圓柱形物體

精確的機械臂操作：準確識別小零件或隨機放置的零件，提高機械臂精度

精確的分揀控制：識別相似的形狀并提高分揀設(shè)備的精確度

即插即用的傳感器模塊

ADTF3175 的另一個優(yōu)勢在于其便捷的集成特性。作為完整的傳感器模塊，它可直接集成到各類應(yīng)用中。基于 100 萬像素 CMOS 間接飛行時間 (iToF) 成像器 ADSD3100，ADTF3175 還集成了用于成像器的透鏡和光學(xué)帶通濾波器、紅外光源 (包含光學(xué)元件、激光二極管、激光二極管驅(qū)動器和光電探測器）、閃存和功率調(diào)節(jié)器以生成本地電源電壓。該模塊在多個范圍和分辨率模式下進行完全校準。用戶只需連接端子即可獲得準確的數(shù)據(jù)，因此可以節(jié)省元件選型和光學(xué)設(shè)計的勞動力，并大大縮短開發(fā)周期。

此外，ADI 還提供了一個評估套件，如下圖 (圖3) 所示。它可以通過 USB 連接到 PC，實現(xiàn)即插即用的性能測試功能。開發(fā)人員無需復(fù)雜配置即可實時獲取傳感器數(shù)據(jù)并分析其工作特性。同時，官方還提供了配套的軟件開發(fā)套件 (SDK），相關(guān)技術(shù)文檔和示例代碼已在 GitHub 開源平臺發(fā)布。這套完整的開發(fā)工具能顯著提升工程效率，加速產(chǎn)品研發(fā)進程。

圖3 ADTF3175 評估套件

總結(jié)

本文主要介紹了 ADI ADTF3175 高分辨率、高精度的 ToF 傳感器模塊，它的三大核心優(yōu)勢為：100 萬像素高分辨率、深度精度：±5mm (在全深度范圍內(nèi)）、75×75 度視野 (FOV)。隨著 ADTF3175 的出現(xiàn)，突破了傳統(tǒng) ToF 傳感器的限制。