会社ブログについて VI4331 ダイレクト Time-of-Flight (dToF) イメージングセンサー - 3DToF 深度センサー

VI4331 Direct Time-of-Flight (dToF) イメージングセンサー - 3DToF 深度センサー

深セン明佳達電子有限公司 — VI4331 Direct Time-of-Flight (dToF) イメージングセンサー - 3DToF 深度センサーの長期供給。製品の詳細は以下の通りです:

コアアーキテクチャ: 高度集積型シングルフォトン検出システム
VI4331の性能基盤は、その洗練された集積アーキテクチャに由来します。コア検出、信号処理、制御モジュールをシームレスに統合することで、検出-処理-制御チェーン全体で効率的なエンドツーエンドの連携を実現します。そのコアコンポーネントはシングルフォトン検出技術を中心に構築されており、完全な深度センシングクローズドループシステムを形成しています。

VI4331センサーコアは、240×96のシングルフォトンアバランシェフォトダイオード（SPAD）ピクセルアレイを組み込んでいます。この高解像度アレイは、正確な深度キャプチャを実現するために不可欠です。SPADデバイスは、シングルフォトンレベルの検出感度を備えており、レーザーパルスから反射された微弱なフォトン信号を正確にキャプチャできます。これにより、長距離、低照度環境での深度測定のためのハードウェア基盤が提供されます。SPADアレイと連携して動作するのは、フロントエンドのTime-to-Digital Converter（TDC）です。このモジュールは、レーザーパルスの放出と受信の間の飛行時間の差を高精度で記録し、物理的な時間情報をデジタル信号に変換して、深度計算のためのコアデータサポートを提供します。

リアルタイムの深度処理を可能にするために、VI4331は専用の深度DSPプロセッサを統合しています。これには、CoreVision独自のGen2 DSP深度信号処理モジュールが組み込まれており、飛行時間の変換、ノイズフィルタリング、点群生成などの複雑な操作を迅速に実行します。出力は、サブミリメートル精度を持つ240×96解像度の深度画像です。この統合された「検出-変換-計算」オンチップ設計により、信号伝送の遅延が大幅に削減され、システムの応答性が向上します。

技術的特徴: 柔軟で制御可能なフルリンク知覚機能
VI4331は、インターフェース設計、照明制御、プログラマビリティにおいて包括的な最適化を行い、多様なシステム統合要件に対応するために、高性能とアプリケーションの柔軟性のバランスを取っています。

多様なデータインターフェースとフォーマット
VI4331センサーは、高速MIPI CSI-2インターフェースをそのコアデータ伝送チャネルとして備えています。これにより、30fpsの高フレームレート深度イメージング出力がサポートされるだけでなく、ヒストグラムモードとDSPモードの2つのピクセルデータフォーマットにも対応しています。ヒストグラムモードは、生のフォトン飛行時間分布データを出力し、開発者にローレベルの信号最適化の機会を提供します。一方、DSPモードは、処理された正確な深度情報を直接出力し、システム統合の複雑さを簡素化します。このデュアルモード設計は、専門的なシナリオでの二次開発要件に対応すると同時に、量産製品の効率的な統合要求を満たします。

インテリジェントな照明制御とマルチチャネル拡張

レーザー照明システムの協調制御要件に対応するため、VI4331は統合された照明コントローラーと4つの独立したレーザートリガーを組み込んでおり、最大4つの照明チャネルにわたるアドレッサブルVCSEL（Vertical Cavity Surface Emitting Laser）構成をサポートしています。その感光性アレイは、一次元単方向スキャンを容易にし、各レーザー駆動信号はイメージングアレイの4分の1に対応します。これにより、内部センサーのスキャン時間との正確な同期が可能になり、アドレッサブルレーザーと組み合わせることで効率的なソリッドステートスキャンソリューションを実現できます。この設計は、照明の均一性と測距の安定性を向上させるだけでなく、柔軟な光調整機能を提供し、さまざまな距離とシナリオでの検出要件に適応します。

強化されたプログラマビリティとシステム互換性

VI4331の統合マイクロコントローラー（MCU）は、強力なプログラマビリティを提供し、ソフトウェアパッチを介した性能最適化と機能拡張を可能にします。これにより、ハードウェアを変更することなく、新しいアプリケーションシナリオやアルゴリズムのアップグレードに適応できます。さらに、センサーの内蔵SPIインターフェースは、2つのコア機能を果たします。1つは、下流のレーザーダイオードドライバー（LDD）を直接構成して、正確な照明システム制御を行うこと、もう1つは、モジュールメモリ（EEPROMやFlashなど）内のキャリブレーションデータとファームウェアコードに直接アクセスすることです。これにより、システムの初期化とキャリブレーション手順が合理化され、量産の一貫性とメンテナンスの利便性が向上します。

アプリケーションシナリオ: 複数のドメインにわたるインテリジェントな知覚アップグレードを強化
その高性能、コンパクトなフォームファクター、およびコスト効率を活かして、VI4331は多様な分野で幅広いアプリケーションの可能性を示し、家電製品および産業環境向けの最適なセンシングソリューションとしての地位を確立しています。

サービスロボットの分野では、VI4331は、ロボット掃除機などのデバイスのSLAMベースの屋内マッピングと障害物回避を可能にするコアコンポーネントとして機能します。その高精度な点群出力は、2つの要件を同時に満たします。まず、最大16ライン、10メートルの範囲でナビゲーションと位置決めフレームを提供し、正確な経路計画をサポートします。次に、高解像度で広い視野を持つ障害物回避認識フレームを出力し、微細な障害物を正確に検出します。これにより、従来のロボットでよく見られるナビゲーションのぎこちなさや不正確な障害物回避の問題が解決されます。

セキュリティ監視および行動検出アプリケーションでは、30fpsの高フレームレートと広い視野の組み合わせにより、動的ターゲットの正確な追跡と行動分析が可能になります。サブミリメートル精度は、微細な動きの変動をキャプチャし、インテリジェントセキュリティシステムに信頼性の高いデータサポートを提供します。さらに、VI4331センサーは、民生用オールソリッドステート2D/3D dToFレーザーレーダー、ドローン障害物回避、およびスマートインタラクティブ端末に応用されています。その柔軟な統合機能と安定した性能は、多様なデバイスにわたるインテリジェントなアップグレードを推進します。

明佳達電子は、以下のチップの長期供給を維持しています:
VI4331
SIF7010
OPN8018
OPN8008P
OPN8001C
NP2F3202
NP2F2401
SIF2610
S15743-01WT
OPT8241
SPD1178API
MPQ3425DL
EPC2051
LMG1020YFFR
LMH32401IRGTR
TPC112S8U

VI4331 3D ToFセンサーに関する製品情報やサンプルに関するお問い合わせは、明佳達電子（https://www.integrated-ic.com/）をご覧ください。