2025-11-24 Sony影像感測技術-TOF

Sony 作為影像感測器技術的領導者,正積極拓展 CMOS 技術的應用,其中「飛行時間(Time-of-Flight, ToF)」測距技術是其佈局未來的關鍵核心。

ToF 技術的原理,是透過感測器主動發射光源(如雷射),並精確測量光線從發射、觸及物體表面再反射回感測器的時間差,從而即時計算出物體與感測器之間的精確距離。 這項技術的最大優勢在於,它不僅能捕捉傳統的平面(XY 軸)影像,更能獲取深度(Z 軸)資訊,實現對三維空間的完整感知。

憑藉瞬間獲取三維資訊的能力,小型化、高精度的 ToF 感測器突破了傳統 2D 圖像的限制。它能夠進行體積判斷、立體形狀識別以及物體重疊檢測,非常適合應用於自動控制與碰撞避免等需要即時反應的場景。

Sony 正是透過結合這項先進的 3D 感測技術,強化其在汽車、機器人、工業自動化、安防監控,乃至於手勢識別、互動遊戲與盲人輔助系統等專業領域的市場佈局, 滿足日益增長的智慧化識別、測量與自動化需求,為機器視覺的未來開創更多可能性。

(圖一)

Direct ToF(dToF)與 SPAD 技術

在飛行時間(ToF)技術中,Direct ToF(dToF,直接飛行時間)是一種極為精準的測量方式。 它直接計算光源發出的光脈衝,到被物體反射後返回感測器的這段時間差。

為了實現這種高精度偵測,Sony 在感測器的像素層級採用了先進的 SPAD(Single Photon Avalanche Diode,單光子雪崩二極體)技術。

SPAD 的獨特之處在於「雪崩倍增效應」:當單一光子撞擊像素時,其內部結構能瞬間將這個極微弱的訊號放大成雪崩般巨大的電子訊號。 這種極高的靈敏度,使得感測器能夠輕易捕捉到非常微弱的反射光,因此即使是遠處的物體也能進行精確測量。

Sony 的 IMX560 等影像感測器正是採用 dToF 搭配 SPAD 技術的代表作,能夠在大範圍內獲取遠距離目標的高精度、低雜訊深度資訊。

資料來源:
https://www.sony-semicon.com/cn/technology/industry/tof.html

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