意法半導(dǎo)體推出世界首個多合一的多區(qū)直接ToF傳感器模塊

近日，橫跨多重電子應(yīng)用領(lǐng)域的全球領(lǐng)先的半導(dǎo)體供應(yīng)商意法半導(dǎo)體(STMicroelectronics,簡稱ST)擴大其 FlightSense? 飛行時間(Time-of-Flight，簡稱ToF)傳感器 產(chǎn)品組合陣容，推出業(yè)界首個64區(qū)測距傳感器。該多區(qū)傳感器可把場景分成若干個區(qū)域，幫助成像系統(tǒng)更好地了解場景空間細節(jié)。

●   更高的攝像頭視場角和空間分辨率，讓消費電子影像系統(tǒng)實現(xiàn)新功能：觸摸對焦、多目標識別、閃光燈亮度調(diào)整、視頻跟蹤輔助

●   模塊集成單光子雪崩二極管陣列、廣視場角光學(xué)元件和低功耗處理器

該同類首創(chuàng)產(chǎn)品集成940nm垂直腔表面發(fā)射激光器（VCSEL）光源、集成了VCSEL驅(qū)動器的SoC傳感器、單光子雪崩二極管（SPAD）接收陣列和運行復(fù)雜固件的低功耗32位MCU內(nèi)核及加速器。 VL53L5 保留了意法半導(dǎo)體所有 FlightSense傳感器的1類認證，在消費類產(chǎn)品中絕對符合人眼安全標準。

VL53L5 ToF傳感器封裝在一個微型模塊內(nèi)，接收孔上的光學(xué)元件可以創(chuàng)建64個測距區(qū)，從而解鎖許多新功能和用例。

意法半導(dǎo)體影像事業(yè)部總經(jīng)理Eric Aussedat表示：“VL53L5 FlightSense多區(qū)直接飛ToF傳感器采用了我們最先進的40nm SPAD制造工藝，最大測距距離可達4米，測距區(qū)域多達64個，有助于成像系統(tǒng)了解場景空間細節(jié)。VL53L5測距區(qū)數(shù)量是上一代的64倍，可大幅提升激光自動對焦、觸摸對焦、存在檢測和手勢界面的性能，同時幫助開發(fā)人員開發(fā)更多創(chuàng)新的影像應(yīng)用。”

意法半導(dǎo)體為FlightSense傳感器構(gòu)建了一個垂直集成制造模型，SPAD晶片在先進的法國Crolles12英寸晶圓廠生產(chǎn)，采用40nm專有硅制造工藝，然后在亞洲的意法半導(dǎo)體封裝廠組裝所有模塊組件，這種制造方法可為客戶提供卓越的產(chǎn)品質(zhì)量和可靠性。

意法半導(dǎo)體與主要的智能手機和PC機平臺廠商建立了密切的合作關(guān)系并已將傳感器預(yù)先集成到這些平臺上，客戶可憑借此合作關(guān)系來更好地使用VL53L5進行應(yīng)用開發(fā)。FlightSense產(chǎn)品在市面上有大量的Android和Windows設(shè)備驅(qū)動程序可用。 VL53L5 現(xiàn)已量產(chǎn)，已向業(yè)界領(lǐng)先的無線設(shè)備和計算機廠商的出貨數(shù)百萬顆。

技術(shù)詳情

每一代新產(chǎn)品推出，意法半導(dǎo)體的ToF技術(shù)都能讓各種應(yīng)用取得重大的性能改進，其中包括控制筆記本電腦或顯示器喚醒和休眠的用戶存在檢測，以及智能手機攝像頭的混合對焦算法的激光自動對焦，據(jù) 獨立的圖像質(zhì)量評測機構(gòu)DXOMARK 的報告，大多數(shù)排名靠前的智能手機相機都內(nèi)置了意法半導(dǎo)體的FlightSense傳感器的自動對焦功能。

攝像頭子系統(tǒng)是區(qū)分智能手機性能高低的主要因素，在低光照場景或拍攝低對比度目標時，攝像頭內(nèi)部的激光自動對焦功能確保對焦快速、準確。對于傳統(tǒng)自動對焦系統(tǒng)來說，低光照場景或低對比度目標，是一個嚴峻的挑戰(zhàn)，但對ST的傳感器來說卻不是問題。ST的FlightSense激光自動對焦嵌入技術(shù)已被主要的智能手機OEM廠商廣泛采用，目前已在150多款手機中出貨。

VL53L5封裝在6.4 x 3.0 x 1.5 mm的模塊中，發(fā)送鏡頭和接收鏡頭都集成到模塊上，并將模塊對角線視場角（FoV）擴展到61度。這種廣視場角特別適合檢測不在圖像中心的物體，并確保在圖像的各個角落都能完美自動對焦。 在“激光自動對焦”應(yīng)用場合，VL53L5可以收集整個視場中多達64個區(qū)域的測距數(shù)據(jù)，支持“觸摸對焦”和許多其他功能。這種靈活可變性大大提高了智能手機/相機的性能、便利性和多功能性。

通過SPAD陣列可以獲得更大的靈活性，該陣列可設(shè)為空間分辨率優(yōu)先，以最快15fps的速度輸出所有64個區(qū)域的測距數(shù)據(jù)；或者設(shè)為最大測距距離優(yōu)先，其中傳感器以60fps的幀率輸出4x4/16個測距區(qū)。

意法半導(dǎo)體的體系結(jié)構(gòu)可以自動校準每個測距區(qū)，并且直接ToF技術(shù)支持每個區(qū)檢測多個目標，不受玻璃蓋板反射光的影響。此外，F(xiàn)lightSense方案是通過SPAD陣列收集原始數(shù)據(jù)，并通過專有的嵌入式MCU和加速器執(zhí)行后處理，然后通過I2C或SPI總線將測距數(shù)據(jù)傳輸?shù)较到y(tǒng)主處理器，因此，不需要特定的相機接口和功能強大的接收器MCU，并確保質(zhì)量和性能出色。