Teknik PCB - Aluminum Nitride (AlN) Ceramic PCB——ToF Sensor

Berikut adalah perkenalan kepada aplikasi sensor teknologi-ToF PCB keramik aluminium nitride (AlN):

Apa itu "ToF"?

"ToF" ialah yang disebut Time of Flight technology, iaitu, sensor mengeluarkan cahaya modulasi dekat inframerah, yang diselarang selepas bertemu objek. Sensor mengira perbezaan masa atau fasa antara emisi cahaya dan refleksi untuk tukar jarak adegan yang ditembak. Untuk menghasilkan maklumat kedalaman, bergabung dengan penembakan kamera tradisional, kontor tiga-dimensi objek boleh dipaparkan dalam peta topografik dengan warna yang berbeza mewakili jarak berbeza. Prinsip ToF tidak rumit, tetapi ia tidak mudah untuk mencapai ketepatan pengukuran yang lebih tinggi dan untuk meniaturisasi modul penghantar dan penerima.

TOF hanya satu penyelesaian dalam teknologi kamera kedalaman 3D. Semasa ada tiga penyelesaian kamera kedalaman 3D utama: cahaya struktur, TOF, dan imej binokular.

Cahaya Struktur: Selepas projek cahaya struktur maklumat cahaya khusus ke permukaan objek, ia dikumpulkan oleh kamera. Menurut perubahan isyarat cahaya disebabkan oleh objek, maklumat seperti kedudukan dan kedalaman objek dihitung, dan kemudian seluruh ruang tiga dimensi dikembalikan. (Apple iPhone X menggunakan penyelesaian ini)

Imej binokular (Sistem Stereo): Guna kamera dua untuk menembak objek, kemudian kira jarak objek melalui prinsip segitiga.

TOF (Waktu Penerbangan): Sistem TOF adalah jenis sistem radar cahaya yang boleh mengeluarkan denyut cahaya dari penerbit ke objek, dan penerima boleh mengira denyut cahaya dari penerbit ke objek, kemudian kembali ke penerima dalam format piksel. Masa untuk menentukan jarak objek yang diukur.

Di antara tiga skema ini, julat binokular mencari imej mempunyai efisiensi rendah, algoritma yang sukar, akurasi yang lemah, dan mudah diganggu oleh faktor persekitaran; cahaya struktur mempunyai prestasi yang baik dalam jarak dekat, beberapa adegan khusus, dan aplikasi khusus. Contohnya, cahaya struktur lima puluh hingga enam puluh sentimeter untuk membuka muka adalah sangat sesuai. Namun, dengan pembangunan terus menerus teknologi, implantasi kamera 3D dalam telefon bimbit hanya untuk fungsi membuka muka proaktif jelas tidak lagi mampu memenuhi keperluan kebanyakan pengguna untuk aplikasi teknologi 3D. Untuk membuka aplikasi yang semakin luas, semakin banyak pembuat telah mula mengadopsi teknologi ToF.

Sensor imej ToF boleh menghitung dengan cepat maklumat kedalaman objek dalam masa sebenar, dan pengiraan kedalaman tidak dipengaruhi oleh ciri-ciri kelabu permukaan objek. Keakutan pengiraan kedalaman tidak akan berubah dengan jarak, dan keakutan aras sentimeter boleh secara asas dijamin. Dalam teori, jarak pengesan paling jauh bagi sensor ToF boleh mencapai 100 m, dan sumber cahaya boleh disesuaikan untuk menukar jarak yang diperlukan secara fleksibel. Selain itu, sensor ToF juga mempunyai kemampuan anti-gangguan yang baik.

Sejak mengukur masa penerbangan cahaya memerlukan frekuensi dan ketepatan yang sangat tinggi, peralatan ToF awal sentiasa mempunyai masalah dalam volum dan kos tinggi, jadi ia kebanyakan hanya digunakan dalam medan industri. Dalam tahun-tahun terakhir, penemuan dalam litar integrasi dan teknologi sensor telah membawa kepada muncul miniaturisasi ToF dan produk mahal rendah.

Pembangunan sains dan teknologi tidak boleh dipisahkan dari sokongan perkakasan, dan ToF secara alami tidak boleh dipisahkan dari sokongan perkakasan yang baik-"papan sirkuit keramik".

Aplikasi teknologi ToF

Kamera telefon

Sejak Apple melepaskan IphoneX pada 2018, pengawasan 3D telah merupakan ciri-ciri yang tidak diperlukan telefon bimbit. Dengan kemajuan sains dan teknologi, permintaan orang untuk produk semakin tinggi, seperti pemandangan AR, percubaan AR, pratonton produk rumah AR, operasi gerak, dll. aplikasi saling muncul. Kamera cahaya struktur tidak lagi boleh memenuhi keperluan penghasil, dan semakin banyak penghasil berubah ke ToF dengan lebih kemungkinan. Resolusi papan sirkuit keramik aluminium nitride (AlN) yang dihasilkan oleh Stoneon boleh mencapai 20μm dan menyokong penyesuaian, yang lebih baik menyedari integrasi TOF dan miniaturisasi peralatan, supaya memenuhi keperluan semasa permintaan ketat untuk telefon cerdas cahaya dan tipis.

(Telefon bimbit dengan kamera ToF akan mempunyai lebih kemungkinan)

elektronik kenderaan

Dalam aplikasi kenderaan, ToF boleh digunakan untuk memandu secara automatik, mengelak terhempas secara automatik, dan sebagainya. Disokong oleh prinsip masa-penerbangan (ToF), kereta boleh mengesan dengan tepat kedudukan badan dan kepala pemandu, Dan bahkan menangkap gerakan berkedip pemandu apabila dia memakai kacamata atau kacamata matahari untuk menentukan sama ada pemandu fokus dan pemuasa lelah untuk memulakan tindakan lawan yang sepadan. Contohnya, dengan menggetarkan kerusi atau bunyi amaran. Semakin kurang perhatian pemandu, semakin banyak kereta akan memberi perhatian. Untuk menjawab dengan cepat dan tepat, sistem bantuan dan sistem rem kecemasan boleh diaktifkan secara automatik sebelum kemungkinan kecemasan berlaku. Pada masa ini, keuntungan papan sirkuit keramik diketahui. Papan sirkuit keramik aluminium nitrid batu (AlN) mempunyai konduktiviti panas tinggi (konduktiviti panas aluminium nitride (AlN) 180 W/(mK) ~ 260 W/(mK)) Bila cip berfungsi, panas boleh disebarkan secara efektif untuk memastikan isyarat sensor tidak akan distorsi; kekuatan ikatan keramik dan sirkuit akan menyebabkan sirkuit jatuh, dan koeficien pengembangan panas papan sirkuit keramik dan sirkuit akan sepadan, membuat produk lebih dipercayai; Keramik tidak mengandungi komponen mekanik boleh menyimpan efisiensi tinggi, sensitiviti dan ketepatan isyarat positif walaupun dalam suhu tinggi, getaran tinggi, dan persekitaran korosif kereta. Secara efektif memperpanjang kehidupan produk dan mengawal perjalanan anda.

Sensor ToF lebih sesuai untuk keperluan adegan terpecah Internet perkara masa depan, dan fleksibilitasnya lebih besar. Fabrik PCB patut terus mengembangkan papan sirkuit keramik yang lebih baik dan lebih efisien, menjadi penyokong kuat bagi sensor ToF, dan berkontribusi kepada kehidupan yang lebih bijak, lebih selesa dan lebih baik di dunia. Batu akan menegakkan prinsip "dipandu teknologi dan oriented pasar" untuk menyediakan pelanggan dengan perkhidmatan yang lebih baik dan lebih berfikiran.