회사 블로그 공급/재활용 비전 ICs VI4310 고집적 단일 광자 3D ToF 이미지 센서

공급/재활용 VisionICs VI4310 고집적 단일 광자 3D ToF 이미지 센서

3D 이미징 및 거리 측정 기술의 급속한 발전에 따라, 단일 광자 애벌런치 다이오드(SPAD) 감지 및 직접 비행 시간(dToF) 기술의 융합은 센서 산업을 소형화, 저전력 소비, 고정밀도로 이끌고 있습니다.심천 Mingjiada 전자 유한 회사는 VisionICs의 VI4310 고집적 단일 광자 3D 비행 시간 이미징 센서를 공급합니다. 중국 최초의 QQVGA 해상도 SPAD 어레이 dToF 센서로서, 완전 통합 시스템 설계, 뛰어난 성능, 광범위한 적응성을 통해 고체 상태 LiDAR 및 3D 이미징 응용 분야에서 벤치마크 제품이 되었으며, 여러 산업 전반의 기술 업그레이드를 위한 핵심 지원을 제공합니다.

【VI4310 핵심 기술: 단일 칩 통합 풀 스택 솔루션】

VI4310의 경쟁 우위는 모든 중요한 3D 이미징 모듈을 단일 칩에 통합하는 고집적 시스템 온 칩(SoC) 설계에서 비롯됩니다. 이는 근본적으로 시스템 설계 복잡성과 제조 비용을 줄여줍니다. 이 센서는 19K 픽셀(160×120) SPAD 감지기 어레이를 Xinshijie의 독점적인 초고정밀 거리 측정 회로와 페어링하여 통합합니다. 또한 여러 거리 측정 정확도 최적화 알고리즘, 역광 간섭 방지 알고리즘, 백엔드 디지털 신호 처리(DSP) 및 이미지 신호 처리(ISP) 모듈을 통합하여 외부 ISP 지원 없이 3D 포인트 클라우드 데이터와 깊이 맵을 직접 출력할 수 있습니다. 이는 광자 감지부터 데이터 출력까지 전체 체인에서 완전 자율 처리를 달성합니다.

핵심 광전 장치 설계에서 VI4310은 근적외선(NIR) 파장에 대해 특화된 최적화를 거쳐 중요한 940nm 파장에서 10%를 초과하는 광자 감지 효율(PDE)을 달성합니다. 이는 뛰어난 저조도 감지 기능을 부여합니다. 단일 광자 수준 감지 감도를 활용하여 센서는 레이저 펄스 왕복 중에 희미한 광자 신호를 캡처합니다. 나노초 단위의 정확한 비행 시간 측정을 결합하여 센티미터 수준의 거리 측정 성능을 달성하여 고정밀 3D 이미징의 기반을 마련합니다. 또한 칩의 통합 간섭 방지 알고리즘은 강한 주변광 간섭을 효과적으로 방지합니다. 100 kLux 실외 햇빛 조건에서도 안정적인 거리 측정 정확도를 유지하여 기존 센서의 환경적 제한을 극복합니다.

【VI4310 성능 분석: 정밀도, 속도 및 전력 소비의 균형을 맞춘 벤치마크 구성】

VI4310은 성능 매개변수에서 다차원 정밀도를 달성하여 전문 응용 분야의 고정밀 요구 사항과 소비자 전자 제품의 저전력 요구 사항을 모두 충족합니다. 이미징 사양과 관련하여 3900×3000μm²의 감광 면적과 21.4μm(수평) × 18.8μm(수직)의 픽셀 피치를 가진 160×120 픽셀 QQVGA 해상도 설계를 사용하여 상세한 3D 이미지를 출력할 수 있습니다. 프레임 속도는 프로그래밍 가능한 조정을 지원하며, 표준 구성은 30fps이고 최대 120fps로 부스트되어 실시간 동적 이미징 요구 사항을 충족하고 고속 모션 시나리오에서 대상 감지 및 추적을 가능하게 합니다.

거리 측정은 VI4310의 정의된 강점이며, 유효 범위는 15미터까지 확장됩니다. 0.75cm의 정밀도를 달성하고 ±1% 오차 내에서 정확도를 유지합니다. 실내 5미터 이내에서 1%의 제곱근 평균 오차(RMSE)를 제공하여 정밀 거리 측정 및 모델링의 요구 사항을 완벽하게 충족합니다. 전력 소비 관리는 특히 인상적이며, 전체 전력 소비량(DSP 및 ISP 알고리즘 작동 포함)은 200mW로 제한됩니다. 유연한 1.5V/3.3V/28.5V 전원 공급 장치 솔루션은 배터리 구동 휴대용 장치와의 호환성을 가능하게 합니다. 또한 센서는 -20°C ~ 65°C의 작동 온도 범위와 -40°C ~ 105°C의 보관 온도 범위 내에서 작동하여 까다로운 조건에서도 안정적인 성능을 보장하기 위해 뛰어난 환경 적응성을 보여줍니다.

인터페이스 설계 측면에서 VI4310은 센서 구성을 위해 I²C 인터페이스(200kHz)를 사용하고 ToF 데이터 출력을 위해 DVP 인터페이스(75MHz)를 사용합니다. 이 표준화된 인터페이스 접근 방식은 다양한 터미널 장치와의 호환성을 단순화하여 신속한 통합을 용이하게 합니다. 결과적인 VM4310 모듈은 22×23×5.5mm에 불과하여 소형 장치 내에 원활하게 임베딩할 수 있습니다.

【VI4310 응용 시나리오: 산업 전반의 인에이블러】

고집적, 저전력 소비, 고정밀도의 핵심 강점을 활용하여 VI4310은 소비자 전자 제품, 스마트 홈 시스템, 자율 주행 및 로봇 공학을 포함한 여러 분야에서 응용 분야를 찾았습니다. 이러한 산업 전반의 지능형 업그레이드를 주도하는 핵심 구성 요소가 되었습니다.

소비자 전자 제품 내에서 VI4310은 스마트폰, 태블릿 및 유사한 장치에 고성능 3D 이미징 솔루션을 제공하여 카메라의 레이저 자동 초점, 얼굴 인식 및 AR/VR 상호 작용과 같은 응용 분야를 가능하게 합니다. 소형 크기와 저전력 소비는 모바일 장치 설계 요구 사항과 완벽하게 일치하며, 센티미터 수준의 거리 측정 정확도는 AR 시나리오에서 가상 객체를 실제 환경과 정확하게 융합하여 사용자 상호 작용 경험을 향상시킵니다.

스마트 홈 및 서비스 로봇 공학 내에서 VI4310은 로봇 청소기와 같은 장치에서 자율 탐색 및 환경 인식을 가능하게 하는 핵심 구성 요소 역할을 합니다. 실시간 3D 포인트 클라우드 데이터를 생성함으로써 로봇은 고정밀 실내 매핑, 정확한 장애물 회피 및 벽 따라가기 감지를 달성합니다. 기존 1D ToF 센서에 비해 3D 이미징 기능은 로봇의 환경 적응성과 청소 효율성을 크게 향상시킵니다.

자율 주행에서 VI4310은 고체 상태 LiDAR 시스템에 대한 핵심 칩 지원을 제공합니다. 고체 상태 LiDAR는 기계적 회전 부품이 없기 때문에 뛰어난 신뢰성과 안정성을 제공합니다. VI4310의 고집적 및 저전력 설계는 자동차 응용 분야에서 소형화 및 배터리 수명 연장에 대한 요구 사항을 정확하게 충족합니다. 이 센서를 기반으로 하는 LiDAR 시스템은 장거리, 고정밀 도로 환경 감지를 가능하게 하여 자율 주행 안전 결정에 대한 중요한 데이터 지원을 제공합니다.

이 외에도 VI4310은 측량 및 모델링, 산업 검사 및 기타 분야에서 광범위하게 응용됩니다. 강한 빛 간섭에 대한 강력한 저항과 안정적인 거리 측정 성능은 실외 매핑 및 생산 라인 결함 감지 시나리오에서 매우 중요하며 관련 산업을 자동화 및 정밀도로 추진합니다.

[VI4310 산업 가치: 국내 3D ToF 기술의 획기적인 돌파구]

글로벌 3D ToF 센서 시장이 오랫동안 외국 제조업체에 의해 지배되어 온 배경에서 VI4310의 출시는 국내 고해상도 SPAD 어레이 dToF 센서에 대한 기술적 돌파구를 나타내며 이 분야의 중요한 격차를 메웁니다. 핵심 기술은 전적으로 Xinshijie의 독립적인 R&D 노력에서 비롯됩니다. SPAD 감지기 설계 및 거리 측정 알고리즘 최적화부터 풀 칩 통합에 이르기까지 회사는 포괄적인 기술 장벽을 구축하여 국내 센서의 자율 개발에 귀중한 경험을 제공합니다.

더욱 중요한 것은 VI4310의 고집적 설계가 3D 이미징 솔루션의 비용 장벽을 실질적으로 낮춘다는 것입니다. 이를 통해 고체 상태 LiDAR 및 3D 깊이 카메라는 중저가 터미널 장치에서 더 널리 채택되어 3D 이미징 기술의 광범위한 채택을 가속화할 수 있습니다. 자율 주행, 로봇 공학, AR/VR 및 기타 산업의 지속적인 확장에 따라 VI4310과 같은 고성능, 비용 효율적인 센서는 공급망 내에서 핵심 구성 요소가 될 것입니다. 기술 발전과 응용 확장은 전체 3D 이미징 부문의 발전을 더욱 촉진할 것입니다.

결론: 고집적 단일 광자 3D ToF 기술의 주력 제품인 VI4310은 CoreVision의 광전자 감지 기술력을 보여줄 뿐만 아니라 3D 이미징 센서의 설계 패러다임을 재정의합니다. 지속적인 기술 개선을 통해 VI4310 및 후속 반복은 더욱 전문적인 분야에서 획기적인 발전을 이루어 지능형 시대의 도래를 위한 강력한 '시각적' 추진력을 제공할 것입니다.