传感器，一些新趋势

（原标题：传感器，一些新趋势）

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传感器设计的微型化正在达到新的基准，不仅在外形尺寸方面，而且在性能和集成度方面。索尼、豪威科技和佐治亚理工学院的最新进展展示了小型硬件如何解决从自主机器人导航到脑机接口等长期存在的工程难题。这些传感器使得将先进功能嵌入狭小空间变得更加容易，无论是在无人机内部、手机镜头下，还是在人体皮肤下。

索尼将高精度激光雷达缩小至50克封装

索尼的 AS-DT1 LiDAR 传感器直指 3D 传感领域，在尺寸和精度之间寻求平衡。据索尼称，这款传感器尺寸仅为 29 毫米 x 29 毫米 x 31 毫米，重量仅为 50 克，是同类产品中最小、最轻的传感器。如此紧凑的机身设计绝非偷工减料。索尼运用其在机器视觉相机领域积累的微型化和光学技术，将高分辨率深度传感功能融入到适合无人机和移动机器人的封装中，既不会耗电，也不会占用空间。

AS-DT1 采用索尼专有的测距模块，基于直接飞行时间 (dToF) 架构构建。它使用单光子雪崩二极管 (SPAD) 传感器，可放大单光子信号，即使在低反射率或低对比度物体上也能实现精确读取。虽然 SPAD 技术并非新技术，但索尼的版本借鉴了其在汽车级成像和测距传感器方面的经验，使其性能超越了典型的商用级激光雷达。

AS-DT1 是全球最小、最轻的 LiDAR 深度传感器结构。图片由索尼电子提供

它支持多个测距点来捕捉3D测量值：长度、宽度和深度。这使得在商店或仓库等杂乱或多变的环境中也能可靠地捕获数据。该传感器的额定测量范围在室内40米，在阳光充足（100,000勒克斯）的室外20米，分辨率在10米处为±5厘米。对于这种尺寸的设备来说，这是一个不错的测量范围，尤其是在小型传感器常常无法满足需求的户外。

索尼将该传感器定位于机器人、无人机和固定装置。该设备还可以帮助自主移动机器人在室内物流或零售空间中导航，从而避开障碍物并与动态环境进行互动。

Omnivision OV50X 推动智能手机成像向专业级视频和 HDR 迈进

Omnivision 的 OV50X采用 1 英寸、5000 万像素设计，支持 110 dB、单次曝光 HDR 和 8K 视频，使智能手机传感器更接近专业级成像水平。该传感器采用 TheiaCel 堆叠芯片架构，结合了横向溢流积分电容器 (LOFIC) 和双转换增益 (DCG)，无需多帧拼接即可捕捉高对比度场景。该架构可避免运动伪影，并简化实时 HDR 处理。

1.6 μm 的原生像素尺寸（高于 Omnivision 上一代 OV50H 的 1.0 μm）提升了感光度。在低光或高速场景下，该传感器可切换到四合一像素合并，有效像素尺寸为 3.2 μm。此模式支持 12.5 MP 和 180 fps 的全分辨率读取，或 60 fps 的 HDR 读取。这种灵活性有助于拍摄慢动作视频和低光静态照片，而无需过高 ISO 值。

Omnivision OV50X50。图片由Omnivision提供

在自动对焦方面，OV50X 采用 100% 四重相位检测 (QPD) 技术，可在整个传感器上精确映射深度，不留任何空隙。每个像素都参与相位检测，因此在不同场景下对焦更快、更可靠。该传感器架构采用豪威科技的 PureCel Plus-S 堆叠芯片布局，将像素层和逻辑层分离。这可以降低噪声、改善热控制并支持高速读取。尽管光学尺寸较大，但该技术还能将封装尺寸缩小至 13.1 毫米 × 9.8 毫米。

样品正在进行中，计划于2025年第三季度量产。预计OEM厂商将对搭载高通下一代ISP的手机产生浓厚兴趣。8K 30 fps负载下的散热性能可能需要更大的机身或主动散热系统，因此早期应用可能会出现在高端旗舰机型中。尽管如此，OV50X仍展现了智能手机成像技术如何不断发展，以支持紧凑型电影摄像机的功能。

佐治亚理工学院的微针脑传感器可用于日常脑机接口

佐治亚理工学院的微结构脑传感器重新思考了如何利用脑信号与数字系统交互。这款基于微针的设备旨在插入毛囊之间，并置于皮下。最终，它成为一个几乎隐形的传感器，能够拾取高保真度的神经数据，同时让您自由活动，且信号质量不会下降。

该传感器的工作原理是将超薄导电聚合物微针嵌入皮肤表层，也就是神经信号最强的地方。这些微针连接到亚毫米封装内的聚酰亚胺/铜走线。该设计避开了传统的头皮安装电极及其对导电凝胶的依赖，因为导电凝胶的性能通常会随着运动而下降。它还避免了手术植入的侵入性。

手指上的微型大脑传感器。图片由佐治亚理工学院的 W. Hong Yeo 提供

测试中，该传感器的接触电阻低至0.03 kΩ·cm2，为可穿戴脑机接口 (BCI) 领域迄今报道的最低值。神经分类准确率在站立状态下达到99.2%，在行走状态下达到97.5%，在跑步状态下达到92.5%。信号完整性保持稳定长达12小时，支持长时间无线使用。这一性能意味着受试者无需锁定或连接笨重设备即可使用BCI。

佐治亚理工学院在六名参与者身上测试了该系统，他们仅通过大脑活动控制增强现实视频通话界面。这项研究由洪汝教授领导，发表在《美国国家科学院院刊》（PNAS）上，并得到了美国国家科学基金会（NSF）、WISH中心和韩国科研机构的支持。该传感器标志着我们朝着日常脑机接口迈出了一步，该接口将与我们现有的运动和生活方式相结合。

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

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