‌onsemi AF013x Hyperlux™ 1.2MP iToF传感器技术解析与应用指南

安森美 (onsemi) AF013x Hyperlux™ ID 1.2MP间接飞行时间（iToF）传感器是用于快速移动物体的3D成像矩阵传感器。该传感器采用1/3.2"光学格式和背照式（BSI）CMOS全局快门深度和成像。安森美 (onsemi) AF013x iToF图像传感器提供片上双激光驱动器控制、调制频率（最高至200MHz）和激光眼安全阈值。AF0130传感器版本在其像素区域下方配备深度处理ASIC。该片上深度处理ASIC可从激光调制曝光中高速计算深度、置信度和强度图。AF0131专为片外深度计算而设计。这些传感器非常适合工厂自动化、计算、无人机、机器人、计量、机器视觉、生物识别、未来零售和智能物流以及3D建模等领域。

数据手册：*附件：onsemi AF013x Hyperlux™ ID 1.2MP iToF传感器数据手册.pdf

特性

• 1.2MP CMOS智能iToF传感器，采用先进的3.5μm像素堆叠BSI技术
• 低照度和环境光性能优越
• 850nm和940nm波长下增强NIR响应（QE > 40%）
• 双激光器（频率）操作，以增加VGA分辨率下的深度范围（消除歧义）
• 低电压差分信号（LVDS）驱动器，用于调制控制2台激光器，最高频率可达200MHz
• 用于访问寄存器的两线或四线串行接口
• 2Gbps/通道，两通道MIPI CSI-2 D-PHY数据接口
• 激光器眼安全监测
• 自动曝光控制 (AEC)
• 像素识别与校正（PDI和PDC）
• 硬件触发控制
• 多摄像机和干扰缓解
• 由于集成和读出之间的分离，减少了运动伪像
• 三种输出模式：
  • RAW
  • 数据压缩（DR）
  • 集成深度处理（DP）
• 相位和脉冲（混合）调制支持
• 同时输出深度、置信度和灰度
• 水平和垂直镜像、窗口化和像素二值化
• 上下文状态机，具有64个可编程上下文
• 智能控制的片上均值和直方图统计
• 片上温度传感器
• 器件无铅且符合RoHS规定

尺寸

‌onsemi AF013x Hyperlux™ 1.2MP iToF传感器技术解析与应用指南‌

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一、产品概述

AF0130与AF0131是安森美（onsemi）推出的‌1.2MP Smart iToF传感器‌，采用1/3.2英寸光学格式、背照式（BSI）CMOS全局快门技术，专为深度感知与成像场景设计。两款传感器均集成双激光驱动控制与调制功能（最高200 MHz），并具备激光人眼安全监测机制。

• ‌AF0130‌：像素区域下方堆叠深度处理ASIC，可实时输出深度、置信度及强度图。
• ‌AF0131‌：未集成片上深度处理，适合需要外部计算深度的解决方案。

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二、核心性能参数

‌参数‌	‌典型值‌
光学格式	1/3.2英寸（对角线5.60 mm，4:3宽高比）
有效像素	1280 × 960（1.2 MP）
像素尺寸与主光线角	3.5 µm，30° CRA
快门类型	BSI全局快门
接口	MIPI CSI-2（2通道，2 Gbps/通道）主机双线/四线激光驱动三线激光调制LVDS
ADC分辨率	10-11位
帧率（模式2.2）	最高60 fps @1.2 MP，100 fps @VGA
功耗	400 mW（模式2.2 @30 fps）600 mW（模式3.2 @30 fps）
工作温度	-30℃至+85℃（最优性能区间：0℃至+60℃）

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三、关键技术特性

1. ‌堆叠BSI像素技术‌
   通过3.5 µm像素结合背照式结构，提升近红外波段（850/940 nm）的量子效率（QE > 40%），优化低光与环境光下的性能。
2. ‌双激光频率操作‌
   支持双激光器调制（最高200 MHz），通过频分复用技术扩展VGA分辨率下的测距范围，并降低多设备干扰。
3. ‌多重输出模式‌
   • ‌RAW模式‌：原始数据输出
   • ‌ 数据压缩（DR） ‌：降低带宽需求
   • ‌ 深度处理（DP） ‌：仅AF0130支持，直接输出深度图、置信度及灰度图像。
4. ‌智能控制功能‌
   • 自动曝光控制（AEC）
   • 像素识别与校正（PDI & PDC）
   • 64种可编程上下文状态机，支持多场景自适应切换。

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四、应用场景

• ‌机器视觉‌：高精度3D建模与目标识别
• ‌无人机与机器人‌：避障导航与环境感知
• ‌增强/虚拟现实‌：手势追踪与空间定位
• ‌智能物流与安防‌：人员监控与存取控制

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五、设计考量与建议

1. ‌功耗管理‌
   功耗随曝光时间与调制频率升高而增加，需在续航敏感场景中优化操作模式。
2. ‌热设计‌
   封装热阻θJA为32.0℃/W，需通过模块散热设计控制结温，确保在高温环境下稳定运行。
3. ‌信号完整性‌
   LVDS调制接口与MIPI高速传输需匹配阻抗布局，避免时序失真。

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六、选型与开发支持

• ‌型号差异‌：AF0130集成深度处理，AF0131依赖外部计算。
• ‌评估工具‌：提供AF0130传感器头板+镜头、激光头板及FPGA演示板，加速原型开发。
• ‌封装选项‌：6.06 mm × 4.84 mm球栅CSP或裸片，适应不同集成密度需求。