本文來自電子發(fā)燒友網(wǎng)，作者/李彎彎。
光學傳感芯片是一種集成光譜傳感器的芯片，其工作原理主要基于光學傳感技術。它能夠測量光線的不同波長，并通過電子技術將這些波長的光線轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，從而實現(xiàn)光譜數(shù)據(jù)的測量和處理。
光學傳感芯片應用及市場
光學傳感芯片廣泛應用于多個領域，如光電測量，用于精確測量光線的各種參數(shù)，包括強度、波長等；光電控制，在自動控制系統(tǒng)中，光學傳感芯片可以作為感知元件，實現(xiàn)對光線的自動控制和調(diào)節(jié)；光電通信，在光通信系統(tǒng)中，光學傳感芯片用于接收和轉(zhuǎn)換光信號，實現(xiàn)信息的傳輸和交換。
還可以在智能手機、電視等消費電子產(chǎn)品，用于顏色測量、光學成像等功能，提升產(chǎn)品的性能和用戶體驗。在安防、智能家居等領域，用于環(huán)境光監(jiān)測、自動控制等功能，提高安全性和便利性。
近年來，光學傳感芯片技術不斷取得進展。如，最近清華大學研究團隊的展示了一項成果——新型智能光子傳感計算芯片（OPCA），可以在納秒級時間內(nèi)處理、傳輸和重建場景圖像。
這款名為光學并行計算陣列的芯片，在納秒級時間內(nèi)完成了圖像的處理、傳輸和重建，其處理帶寬高達一千億像素，響應時間僅為6納秒，比現(xiàn)有技術快了約六個數(shù)量級。速度提升的背后得益于該芯片獨特的集成傳感和計算功能設計。
OPCA芯片的工作原理是利用光子技術，在光域內(nèi)直接對圖像進行處理和分析。這不僅避免了信息損失和誤差，光子技術的并行處理能力也使得芯片能夠同時處理大量數(shù)據(jù)，進一步提高了處理速度。
OPCA芯片有利于自動駕駛、工業(yè)檢測和機器人視覺等機器視覺應用的邊緣智能發(fā)展，在自動駕駛領域，它能夠?qū)崟r捕捉并處理道路信息，為車輛提供準確的導航和避障功能。
光學傳感芯片企業(yè)
機器人是光學傳感芯片應用較多的一個領域。如用于距離測量：光學傳感芯片通過測量光線傳輸?shù)臅r間、角度、強度等參數(shù)，利用光線的反射、折射、擴散等原理，來獲取待測物體的位置、形態(tài)等信息。
圖像處理與識別：光學傳感芯片測量得到的光信號是離散的數(shù)字數(shù)據(jù)，經(jīng)過合理的處理可以獲得圖像、顏色、形態(tài)等信息。在機器人中，圖像處理被用于識別物體、測量物體大小、位置和形態(tài)等。通過高級算法，如卷積神經(jīng)網(wǎng)絡（CNN），可以實現(xiàn)目標的識別、運動跟蹤、邊緣檢測等功能。這些功能對于機器人的自主導航、目標拾取和操控等任務至關重要。
環(huán)境感知：機器人通過光學傳感芯片采集周圍環(huán)境的信息，實現(xiàn)環(huán)境感知。在目標識別與跟蹤方面，光電傳感器可以采集目標物體的光電信號，結(jié)合圖像處理算法，對目標進行識別并實現(xiàn)跟蹤和定位。
室內(nèi)導航：光學傳感技術可以實現(xiàn)機器人在室內(nèi)環(huán)境中的精確定位和路徑規(guī)劃。通過接收環(huán)境中的光信號，機器人可以確定自身位置，并根據(jù)地圖和規(guī)劃算法選擇最優(yōu)路徑進行導航。
室外導航與自主駕駛：盡管光傳感技術在室外導航的應用相對較少，但近年來研究表明，光傳感器可以通過感知環(huán)境中的光源和陰影變化，實現(xiàn)機器人在室外環(huán)境中的定位和路徑規(guī)劃。在自動駕駛領域，光學傳感技術也發(fā)揮著重要作用。
近日，美芯晟就表示，機器人產(chǎn)業(yè)鏈的構(gòu)成豐富而復雜，主要涵蓋智能芯片、控制器、電機驅(qū)動器、伺服電機、減速器和傳感器等核心部件。特別是機器人的感知系統(tǒng)，如激光雷達和攝像頭等，均配備了高精度的光學傳感器，包括單點TOF和多點TOF等光傳感芯片。這些芯片在提升機器人的環(huán)境感知能力、定位精度以及運動控制穩(wěn)定性方面發(fā)揮著不可或缺的作用，確保了機器人在各類應用場景中能夠穩(wěn)定、可靠地運行。
目前公司已經(jīng)成功布局信號鏈光學傳感器芯片，相關產(chǎn)品不僅可以應用于機器人領域，還可廣泛應用于消費類電子和汽車電子領域，涵蓋環(huán)境光和接近傳感器、光學入耳檢測傳感器、光學表冠傳感器、車載應用的雨量和霧氣檢測傳感器等多種產(chǎn)品。
寫在最后
可以看到，近些年光學傳感芯片在性能提升、技術創(chuàng)新和應用拓展等方面都取得了顯著進展。未來，隨著技術的不斷發(fā)展和應用需求的增加，光學傳感芯片將在更多領域發(fā)揮重要作用。
在當下備受關注的機器人領域，光學傳感器也是多方面的，涵蓋導航、避障、抓取、操作控制以及視覺識別與定位等，這些應用不僅提高了機器人的智能化水平和工作效率，還使得機器人能夠在更多領域發(fā)揮重要作用。
