感測器，一些新趨勢

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來源：內容來自allaboutcircuits，謝謝。

感測器設計的微型化正在達到新的基準，不僅在外形尺寸方面，而且在效能和整合度方面。索尼、豪威科技和佐治亞理工學院的最新進展展示了小型硬體如何解決從自主機器人導航到腦機介面等長期存在的工程難題。這些感測器使得將先進功能嵌入狹小空間變得更加容易，無論是在無人機內部、手機鏡頭下，還是在人體皮膚下。

索尼將高精度雷射雷達縮小至50克封裝

索尼的 AS-DT1 LiDAR 感測器直指 3D 感測領域，在尺寸和精度之間尋求平衡。據索尼稱，這款感測器尺寸僅為 29 毫米 x 29 毫米 x 31 毫米，重量僅為 50 克，是同類產品中最小、最輕的感測器。如此緊湊的機身設計絕非偷工減料。索尼運用其在機器視覺相機領域積累的微型化和光學技術，將高解析度深度感測功能融入到適合無人機和移動機器人的封裝中，既不會耗電，也不會佔用空間。

AS-DT1 採用索尼專有的測距模組，基於直接飛行時間 (dToF) 架構構建。它使用單光子雪崩二極體 (SPAD) 感測器，可放大單光子訊號，即使在低反射率或低對比度物體上也能實現精確讀取。雖然 SPAD 技術並非新技術，但索尼的版本借鑑了其在汽車級成像和測距感測器方面的經驗，使其效能超越了典型的商用級雷射雷達。

AS-DT1 是全球最小、最輕的 LiDAR 深度感測器結構。圖片由索尼電子提供

它支援多個測距點來捕捉3D測量值：長度、寬度和深度。這使得在商店或倉庫等雜亂或多變的環境中也能可靠地捕獲資料。該感測器的額定測量範圍在室內40米，在陽光充足（100,000勒克斯）的室外20米，解析度在10米處為±5釐米。對於這種尺寸的裝置來說，這是一個不錯的測量範圍，尤其是在小型感測器常常無法滿足需求的戶外。

索尼將該感測器定位於機器人、無人機和固定裝置。該裝置還可以幫助自主移動機器人在室內物流或零售空間中導航，從而避開障礙物並與動態環境進行互動。

Omnivision OV50X 推動智慧手機成像向專業級影片和 HDR 邁進

Omnivision 的 OV50X採用 1 英寸、5000 萬畫素設計，支援 110 dB、單次曝光 HDR 和 8K 影片，使智慧手機感測器更接近專業級成像水平。該感測器採用 TheiaCel 堆疊晶片架構，結合了橫向溢流積分電容器 (LOFIC) 和雙轉換增益 (DCG)，無需多幀拼接即可捕捉高對比度場景。該架構可避免運動偽影，並簡化即時 HDR 處理。

1.6 µm 的原生畫素尺寸（高於 Omnivision 上一代 OV50H 的 1.0 µm）提升了感光度。在低光或高速場景下，該感測器可切換到四合一畫素合併，有效畫素尺寸為 3.2 µm。此模式支援 12.5 MP 和 180 fps 的全解析度讀取，或 60 fps 的 HDR 讀取。這種靈活性有助於拍攝慢動作影片和低光靜態照片，而無需過高 ISO 值。

Omnivision OV50X50。圖片由Omnivision提供

在自動對焦方面，OV50X 採用 100% 四重相位檢測 (QPD) 技術，可在整個感測器上精確對映深度，不留任何空隙。每個畫素都參與相位檢測，因此在不同場景下對焦更快、更可靠。該感測器架構採用豪威科技的 PureCel Plus-S 堆疊晶片佈局，將畫素層和邏輯層分離。這可以降低噪聲、改善熱控制並支援高速讀取。儘管光學尺寸較大，但該技術還能將封裝尺寸縮小至 13.1 毫米 × 9.8 毫米。

樣品正在進行中，計劃於2025年第三季度量產。預計OEM廠商將對搭載高通下一代ISP的手機產生濃厚興趣。8K 30 fps負載下的散熱效能可能需要更大的機身或主動散熱系統，因此早期應用可能會出現在高階旗艦機型中。儘管如此，OV50X仍展現了智慧手機成像技術如何不斷發展，以支援緊湊型電影攝像機的功能。

佐治亞理工學院的微針腦感測器可用於日常腦機介面

佐治亞理工學院的微結構腦感測器重新思考了如何利用腦訊號與數字系統互動。這款基於微針的裝置旨在插入毛囊之間，並置於皮下。最終，它成為一個幾乎隱形的感測器，能夠拾取高保真度的神經資料，同時讓您自由活動，且訊號質量不會下降。

該感測器的工作原理是將超薄導電聚合物微針嵌入皮膚表層，也就是神經訊號最強的地方。這些微針連線到亞毫米封裝內的聚醯亞胺/銅走線。該設計避開了傳統的頭皮安裝電極及其對導電凝膠的依賴，因為導電凝膠的效能通常會隨著運動而下降。它還避免了手術植入的侵入性。

手指上的微型大腦感測器。圖片由佐治亞理工學院的 W. Hong Yeo 提供

測試中，該感測器的接觸電阻低至0.03 kΩ·cm²，為可穿戴腦機介面 (BCI) 領域迄今報道的最低值。神經分類準確率在站立狀態下達到99.2%，在行走狀態下達到97.5%，在跑步狀態下達到92.5%。訊號完整性保持穩定長達12小時，支援長時間無線使用。這一效能意味著受試者無需鎖定或連線笨重裝置即可使用BCI。

佐治亞理工學院在六名參與者身上測試了該系統，他們僅透過大腦活動控制增強現實視訊通話介面。這項研究由洪汝教授領導，發表在《美國國家科學院院刊》（PNAS）上，並得到了美國國家科學基金會（NSF）、WISH中心和韓國科研機構的支援。該感測器標誌著我們朝著日常腦機介面邁出了一步，該介面將與我們現有的運動和生活方式相結合。

參考連結

https://www.allaboutcircuits.com/news/sensors-lidar-phones-even-brain-push-limits-size/

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