在日前举行的2021年世界移动通信大会上，艾迈斯半导体携手虹软科技联合展示了集即时定位、SLAM和3D图像处理为一体的3D视觉传感最新解决方案，这让制造商能够快速且更简单地在移动设备中实现AR功能。

该方案基于艾迈斯半导体在3D光学传感器技术领域的创新成果，名为VoyagerTwo的高性能/低功耗的全新dToF解决方案使得艾迈斯成为目前业内唯一的可提供完整的dToF系统解决方案（接收器、发射器、软件和算法的供应商）。

知识普及：dToF与iToF

ToF (Time-of-Flight)是一种利用光飞行时间的技术，ToF和结构光、双目立体视觉是近年来三种主流的3D成像方式。

ToF的成像原理是向场景中发射近红外光，利用光的飞行时间信息，测量场景中物体的距离。相比较另外两种3D成像方式，ToF技术的深度信息计算量小，抗干扰性强，测量范围远。上述优势推动了ToF在机器人、交互以及其他工业领域的3D成像应用，尤其是在移动端，已有多品牌手机，比如华为、OPPO、苹果，将其用于手机后置摄像与AR应用。

根据具体采用的实现方法不同，ToF 技术出现了两个分支，即dToF与iToF。

dToF的全称是direct Time-of-Flight，核心组件包含VCSEL、单光子雪崩二极管SPAD和时间数字转换器TDC。dToF模组的VCSEL向场景中发射光脉冲，SPAD接收从目标物体反射回来的光脉冲。

iToF的概念和dToF相对应，全称是indirect Time-of-Flight，即向场景中发射调制后的红外光信号，再由传感器接收场景中待测物体反射回来的光信号，根据曝光（积分）时间内的累计电荷计算发射信号和接收信号之间的相位差，从而获取目标物体的深度。

因为原理和实现方式不同，dToF与iToF技术分别具有不同的优缺点。

以当前ToF行业现状来看，iToF在芯片的工艺和产业链虽然已经趋于成熟，但达到的效果并不是很完美，从而导致其应用受阻。而dToF技术在激光功耗、抗干扰、远距离精度等方面有着明确的优势，是远距离应用的关键技术。但是在工艺和生产链中均离成熟尚远，所以仍需较长时间的打磨。

艾迈斯半导体大中华区应用市场总监Bing Xu博士表示，相比于iToF，dToF的成本较高且开发难度大，但是其抗干扰能力强，并且测量距离较大，在有效降低成本和开发难的前提下，dToF必将受到用户的欢迎。

随着高端消费电子领域对dToF的持续关注，以及其工艺和产业链的成熟，dToF的技术优势也会逐步释放，相信dToF技术将进入快速迭代的发展阶段，随之占据一定的市场空间。

VoyagerTwo：大幅降低dToF技术应用门槛

作为光学传感器解决方案领域的领先企业，艾迈斯半导体在3D传感、光学传感、屏下传感、图像传感和光谱传感领域都积累了大量的核心专利技术，具备了包括发射器、感测器、光学器件和集成电路及算法在内的完整光学传感解决方案必备产品链条，为其在dToF技术领域的创新打下了深厚基础。

凭借着其独有的在各个构件模块的差异化技术，艾迈斯半导体自主研发了完整的3D dToF解决方案- VoyagerTwo，为电子设备应用3D影像处理技术扫除了其面临的一系列技术挑战，可以在最短的时间内推出最先进的采用3D技术的电子设备，使制造商在开发令人兴奋的移动新应用的同时可以提供更优化的AR用户体验。

艾迈斯半导体资深市场经理Sarah Cheng介绍，最新的dToF解决方案是一套完整的技术堆栈，包含了VCSEL阵列、点阵光学系统和我们通常说的高灵敏度单光子雪崩光电二极管，也就是SPAD传感器，保证了远距离下在户外的最佳性能；其点阵光学系统确保了整套方案的低功耗；嵌入式处理的灵活架构和完全校准的深度图像输出可以最大减少手机厂商的集成工作量。

优势主要体现在：第一，它在所有光强条件下（强光，弱光，室内，室外，较复杂的环境光等），在恒定分辨率下可实现较大的距离检测范围和较高的（不变的）距离检测精度；第二，它具有一流的高环境光抗扰性，其峰值功率比目前市面上提供的3D ToF解决方案高出20多倍，也就是说它可以在室外强光的环境下仍然保持非常好的精度和性能；最后它针对移动设备优化了最低的平均功耗，针对如房间扫描的距离，比如说典型的3米的距离内，在高帧率下，也就是通常我们说的大约30帧/秒的运行情况下可以达到最低的平均功耗。

据了解，即将发布的VoyagerTwo dToF系统将会有1200个深度点，在室内达到10米以上的距离，而室外强光下也可以达到5米的距离。帧率最高可达100帧/秒，而在30帧/秒的正常或特定环境下我们可以将功耗控制在300mW以下，这对手机平台来说就非常的友好。

Sarah Cheng详细解释说，VoyagerTwo解决方案的独特性不仅在于它是一套完整的系统，而且基于特有的激光架构和独特VCSEL技术，为整套系统的高性能奠定了基础。

细观整套系统，首先它是基于艾迈斯半导体自有IP的一个点阵发射器，这确保了系统的低功耗。

其次艾迈斯半导体自主研发生产的大功率VCSEL技术为整套系统提供了极高的峰值功率的能力，大大提高了系统的环境光抗扰性。而系统搭载的VCSEL驱动系统针对超短脉冲的优化，保证了远距离、高精度的同时，也降低了EMI辐射。

最后艾迈斯半导体利用其特有的封装设计使整套系统的传热性能达到最优化，同时也在dToF系统层面集成了人眼安全特性，增加了最终平台的人眼安全等级。

据悉，VoyagerTwo dToF解决方案将于今年年底开始供货。

成熟的dToF解决方案将助推AR等创新应用

由于成熟的dToF解决方案将兼顾高距离精度、高环境光抗扰性、准确的深度图像输出等高性能，因此可在便携消费电子设备商实现增强现实、3D环境和物体扫描、自动对焦、图片增强等高价值的应用体验。

据Bing Xu博士介绍，艾迈斯半导体在与虹软科技合作推出的解决方案里，将3D光学传感解决方案和的先进中间件与软件来实现即时定位与地图构建（SLAM）和3D图像处理，这让制造商能够快速且更简单地在移动设备中实现增强现实（AR）功能。除了AR，高性能、低功耗的dToF传感系统还支持其他有价值的应用，包括3D环境和物体扫描、摄像头图像增强，以及在黑暗条件下提供摄像头自动对焦辅助。

Bing Xu博士表示，除了3D之外，成熟的dToF解决方案还将在健康医疗、车载成像和工业领域得到更为广泛的应用。

VoyagerTwo dToF解决方案将率先在消费电子领域推广应用，进而拓展到车载成像和工业领域，只要采用合理的封装技术，这一方案就可以适用于恶劣的工业环境。