长电科技带你了解不断突破的3D视觉技术

　　随着智能手机的逐渐普及，越来越多的功能被赋予在这个小巧的通讯终端上，其中，最具代表性的创新便是3D sensing。作为3D传感系统中的佼佼者，3D sensing主要依靠三种技术来实现：双目立体成像、结构光和ToF。

　　目前，3D sensing较为完善的方案是结构光和ToF，其中结构光方案最为成熟，已经大规模应用于工业3D视觉。相比结构光方案，ToF则凭借成本优势成为在移动端较为被看好的方案。从封测角度来说，结构光技术的解决方案包括几个子模块（点投影仪，近红外摄像机等），而ToF解决方案则将三个集成到一个模块中，显着降低包装成本。

　　飞行时间（Time of Flight, ToF）基本原理是通过连续发射光脉冲（一般为不可见光）到待测物体上，然后接受从物体反射回去的光脉冲，通过探测光脉冲往返的飞行时间来计算被测物体的距离。

　　图1：ToF原理

　　根据调制方法的不同，一般分为两种：脉冲调制（Pulsed Modulation）和连续波调制（Continuous Wave Modulation）。在激光雷达领域（LiDAR）里分别叫做直接飞行时间（Direct-ToF）测量和间接飞行时间（Indirect-ToF）测量。

　　在ToF技术大力发展的同时，其应用范围也在逐步扩大，从传统的汽车、医疗领域逐步扩大到机器人、VR领域。ToF技术对物体表面的灰度和纹理特征性没有依赖，抗干扰性强，深度计算简单快速，依托于ToF技术的独特性，即使工作距离较远，其计算精度也不会发生改变。

　　在上文介绍中，我们得知了LiDAR存在两种调制方法，即DToF与IToF。其中，DToF发射的是离散激光脉冲，省电，成像速度高，但对硬件要求较高；Indiret-ToF可以发射低频光（红外），分辨率可以更高，硬件要求低，但是成像速度慢。根据两者不同的技术特点，应用设备也不尽相同，但可以肯定的是，随着设备硬件的不断升级，在消费电子领域，DToF将逐步取代IToF技术。

　　图2：DToF和IToF原理

　　此外，随着智能手机的背部镜头开孔逐渐增多，搭载LiDAR成像的手机也越来越多。LiDAR的成像通过毫米波雷达到ToF相机或者LiDAR，光源波长正在变得越来越短，频率越来越高。根据雷达原理，频率越高角分辨率越高，雷达图像越清晰。从成像原理中可以看出，LiDAR模组中使用的芯片封装技术要求高，尤其要求高质量的光信号。

　　搭载ToF技术的智能手机可以实现建模、测距、精准识别等功能，而这些拓展而来的众多功能将会给手机应用带来一场变革。但是目前智能手机上搭载的LiDAR成像镜头仍然以IToF技术为主，主要原因为DToF中核心组件SPAD（单光子雪崩二极管）制作工艺复杂，集成难度大，对使用环境要求较高。所以目前在消费类电子中使用较少，但是随着工业制造的进步和消费者对于智能手机日益多样化的要求，DToF技术将部分取代IToF技术。

　　因为杂光将会干扰DToF模组的正常运行，所以在运行过程中需要实现可见光及红外光屏蔽，这便对封装工艺提出高质量的要求。除了满足短小轻薄的同时 ，还需要实现相应光屏蔽。

　　长电科技（600584）子公司长电先进封装有限公司拥有先进的8英寸和12英寸的Bumping、WLCSP、FI/FO ECP等多种晶圆级封装技术，能够实现芯片多样化的封装要求。

　　其中，FI/FO ECP技术实现了对芯片的侧壁及底部的五面包覆，满足了封装的低透光率要求（300~1200nm波段光透过率　　随着IToF技术向DToF技术过渡，长电科技的多种的DToF IC封装技术已具备量产能力，将持续为客户提供卓越服务，并将推动DToF技术在技术领域和应用领域的不断进步。