灵明光子发布高精度、低功耗dToF深度传感器ADS6401

【导读】灵明光子ADS6401系列SPAD dToF芯片，是专为消费电子设备设计的低功耗3D深度感知芯片，可以兼容点激光、线激光、面阵激光的投射端，深度感知分辨率最高达到960点。ADS6401可广泛应用于智能手机、MR/AR眼镜、智能摄像头、笔记本电脑、平板电脑、专用设备、扫地机器人、无人机等行业的实时三维测距及建模类应用。

单光子雪崩二极管SPAD（Single Photon Avalanche Diode）是支持dToF（direct Time-of-Flight，直接飞行时间深度测量）技术的最前沿感知器件。通过结合SPAD器件与逻辑电路，ADS6401可以计算脉冲光从发射到返回的飞行时间来获取距离信息，实现了极低功耗、极高精准度、高帧率下的实时三维测量。

3D堆叠传感芯片

3D堆叠技术

类似于CMOS Image Sensor，3D堆叠传感芯片需要将上下两片晶圆键合在一起。通过将背照式（BSI）的SPAD传感芯片晶圆（上方）和数字逻辑电路晶圆（下方）以Cu-Cu混合金属键合技术进行堆叠，ADS6401实现了从光传感到电传输再到数字电路处理的高效直通。这一设计使得芯片整体面积减小，传感芯片和逻辑电路可以分别采用不同工艺节点下的最优制程，大幅降低芯片功耗。同时探测器效率高，布线容易，也使得芯片面积的使用效率提高。

灵明光子2021年已经成功完成了首次3D堆叠芯片流片，通过多年与业界顶级晶圆厂的工艺深度合作开发，公司3D堆叠技术目前已进入成熟的阶段。灵明光子在SPAD层工艺设计中积累了多年的丰富经验和关键型的知识产权，具有光子捕捉等多种灵明光子专有SPAD技术。BSI SPAD已经应用于灵明光子包括SiPM, SPAD Image Sensor (SPADIS)等多个产品线，其中SPAD的PDE（光子转换效率）在940nm波段达到了25%以上。

芯片性能

ADS6401是国内首款完成量产验证的3D堆叠dToF传感芯片。在灵明光子已有的成熟设计上，公司专为SPADIS产品线的3D堆叠工艺重新设计和优化了BSI SPAD，针对上下两层芯片的质量控制和量产准备搭建了完整的自动化测试流程。目前已经完成了包括工艺验证、自动化测试、良率提升和可靠性测试等多个步骤的芯片量产准备。

ADS6401 SPAD dToF传感芯片

最远距离及室外抗阳光的实景测试

应用场景

ADS6401显著增强摄像头的工作能力，实现自动对焦、电影模式、夜景人像、图像处理等高级影像效果；完善了暗光环境中的自动对焦，为短视频拍摄提供“一镜到底”的效果；能做到在多个摄像头之间的无缝线性切换，视场角可在66x54度范围内覆盖；结合RGB的信息可以进行RGBD深度融合，具备生成丰富的焦外虚化和多样的背景特效处理的能力。

灵明光子Adaps已与高通Qualcomm和虹软Arcsoft公司合作，通过ADS6401实现了安卓阵营全球首款的dToF电影模式，并于2022年11月16日在三亚的高通年度骁龙技术峰会上进行了实机展示，搭载ADS6401的高通QRD手机实现了惊艳的手机电影模式效果，得到高通全球副总裁侯明娟和高通产品市场高级总监徐恒的大加赞赏。

灵明光子与高通和虹软公司合作

dToF传感器可以和RGB摄像头结合，实现相辅相成的完美互补，将点云图从稀疏到稠密的多种类型完全覆盖，从而实现了对各类人体姿态和手势运动的捕捉与追踪。也可以结合IMU，搭建SLAM和3D mesh功能，有利于XR头显设备实现极致的虚实交互功能。同时，灵明光子已开发完善了算法体系，提供基础的RGBD融合、平面检测、手势识别等算法的基础原型，供客户进行二次开发。算法合作方基于ADS6401已经开发了完善的商业级的SLAM、3D mesh网格、RGBD融合、平面锚定、遮挡关系等算法功能，欢迎垂询！

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