ST/TI/ams/Melexis，TOF技術(shù)哪家強？

　　看一眼你的手機它就解鎖了，TOF 3D傳感器讓智能手機變得更酷。Digitimes預(yù)測，2019年使用TOF 3D傳感器技術(shù)的智能手機出貨量將達到2000萬臺，看來大眾對新技術(shù)的應(yīng)用還是充滿期待。

　　因為TOF技術(shù)，小米和榮耀還進行了胡懟。紅米Redmi 品牌總經(jīng)理認為榮耀V20 TOF鏡頭無用，榮耀業(yè)務(wù)部副總裁回擊TOF等技術(shù)是公司厚積薄發(fā)的技術(shù)儲備。讓國內(nèi)兩家手機大廠網(wǎng)上開戰(zhàn)，TOF技術(shù)有什么魔力?

　　TOF即Time of Flight，直譯為飛行時間。原理是通過向目標(biāo)發(fā)射連續(xù)的特定波長的紅外光線脈沖，通過特定傳感器接收待測物體傳回的光信號，計算光線往返的飛行時間或相位差得到待測物體的3D深度信息，ToF相機的亮度圖像可以通過模型迅速連接起來。

　　相對于3D結(jié)構(gòu)光技術(shù)，TOF技術(shù)在一定距離內(nèi)，光信息衰減小，同時TOF感光元件的單位像素可達到10μm，對于光的采集有足夠的保障，使用距離可達到0.4m-5m，因此適用于后置攝像頭上。

　　由于TOF技術(shù)性能更高，以及被智能手機大量采用，很多芯片廠商開始紛紛發(fā)力這一領(lǐng)域，今天我們就來盤點一下有哪些廠商在做TOF傳感器芯片：

　　意法半導(dǎo)體(ST)

　　ST在消費電子領(lǐng)域頗有建樹，對TOF技術(shù)自然也非常關(guān)注，早在幾年前就已經(jīng)推出了相關(guān)產(chǎn)品VL6180和VL53L0X。其中VL6180是其第一代產(chǎn)品，采用850nm的波長激光，最大測距大于40cm;VL53L0X是第二代產(chǎn)品，采用了940nm的波長激光，測距距離也提升到了2m。ST稱VL53L0X是世界上最小的ToF傳感器，采用單光子雪崩二極管，超高速時間分辨率讓Direct ToF技術(shù)能夠采用ST CMOS SPAD制造工藝，集成傳感器、濾波器、光學(xué)器件、VCSEL和驅(qū)動器于一體，系統(tǒng)具有高度校準(zhǔn)的特性。

　　德州儀器(TI)

　　早在2013年TI 就發(fā)布過3D飛行時間(ToF)手勢技術(shù)但是用于控制領(lǐng)域。2017年發(fā)布的飛行時間(ToF)傳感器OPT8241算是一款經(jīng)典產(chǎn)品，這顆芯片屬于3D ToF圖像傳感器系列，它將ToF感應(yīng)功能與經(jīng)優(yōu)化設(shè)計的模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)和通用可編程定時發(fā)生器(TG)相結(jié)合，以高達150幀/秒的幀速率(600讀出/秒)提供四分之一的視頻圖形陣列(QVGA 320 x 240)分辨率數(shù)據(jù)。主要的應(yīng)用是深度感測，例如3D掃描、手勢控制等等，其終端應(yīng)用在ATM、人數(shù)統(tǒng)計等等。

　　艾邁斯半導(dǎo)體(ams)

　　ams的專注程度堪稱“死磕”傳感器，艾邁斯半導(dǎo)體的首席執(zhí)行官Alexander Everke曾表示，“我們專注于高性能傳感器解決方案。業(yè)務(wù)范圍包括傳感器解決方案、傳感器IC、接口和相關(guān)軟件?！盩OF技術(shù)作為行業(yè)熱點必然也是ams的重中之重。在2017年收購VCSEL玩家之一Princeton Optronics，加強3D成像、AR/VR及汽車應(yīng)用技術(shù)。目前1D飛行時間傳感器的缺點是尺寸過大，在較差的照明條件下或顯示屏臟污時，性能會大打折扣。ams 的1D飛行時間傳感器TMF8701集成了VCSEL紅外發(fā)射器、多個SPAD(單光子雪崩光電二極管)光探測器、時間-數(shù)字轉(zhuǎn)換器和直方圖處理內(nèi)核，可以獨立識別顯示屏上的指紋污染以及蓋玻片范圍以外物體(例如用戶臉部)的光反射，即使在傳感器孔徑臟污時，也能保持可靠性能。

　　邁來芯(Melexis)

　　邁來芯是全球五大頂級汽車半導(dǎo)體傳感器供應(yīng)商之一，在汽車市場有著絕對的優(yōu)勢，可以說現(xiàn)在平均每輛車就有8顆邁來芯品牌的芯片。在汽車應(yīng)用中，傳感器數(shù)量越來越多，尤其是未來的自動駕駛，只有配備大量的高精準(zhǔn)度的傳感器才能讓行駛更安全。

　　在2017年，邁來芯推出了MLX75023 1/3英寸光學(xué)格式TOF傳感器，其提供當(dāng)時世界上最小的QVGA分辨率像素，并具有63dB線性動態(tài)范圍和日光魯棒性。MLX75123配套芯片將傳感器IC直接連接到主機MCU，可以從傳感器快速讀取數(shù)據(jù);近期，Melexis推出業(yè)界首款面向汽車內(nèi)部和外部監(jiān)控等應(yīng)用的單芯片汽車級VGA飛行時間 (ToF) 圖像傳感器MLX75027，這是片上系統(tǒng)解決方案，在單一BGA封裝中提供VGA(640 x 480 像素)分辨率的圖像傳感及處理功能。

　　Teledyne e2v

　　Teledyne e2v擁有超過40年的成像設(shè)計及制造經(jīng)驗，產(chǎn)品涉及CMOS、CCD和EMCCD圖像傳感器、陣列、相機模塊、子系統(tǒng)和線掃描相機。Teledyne e2v研發(fā)的第一個3D飛行時間法解決方案，具有130萬像素分辨率深度與1英寸光學(xué)尺寸。在可見光與近紅外光譜850nm波長出量子效率大50%，高動態(tài)范圍可實現(xiàn)實現(xiàn)夜間和日夜視覺;可獲取快速移動的目標(biāo)3D圖像：速度高達120幀/秒，全分辨率30幀/秒深度圖像，全局快門效率高。

　　除了智能手機，TOF技術(shù)還可以應(yīng)用于汽車、工業(yè)、人臉識別、娛樂、電影特效、機器人等諸多領(lǐng)域。在汽車上，TOF傳感器可以用于自動駕駛，通過TOF技術(shù)對行車環(huán)境進行感知;在工廠自動化中，ToF技術(shù)可以用于拾取放置作業(yè)以及裝配作業(yè);在人臉識別系統(tǒng)中，TOF相機的亮度圖像和深度信息可以通過模型連接起來，迅速精準(zhǔn)的完成人臉匹配和檢測;在制作影視特效時，TOF相機可以將深度信息附加在視頻圖像中，精確確定場景中每個像素的空間位置。