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意法半导体推出世界首个多合一的多区直接ToF传感器模块
发布时间:2020-10-29 阅读量:287 来源:华强电子网 作者:

横跨多重电子应用领域的全球领先的半导体供应商意法半导体(STMicroelectronics,简称ST;)扩大其FlightSense 飞行时间(Time-of-Flight,简称ToF)传感器产品组合阵容,推出业界首个64区测距传感器。该多区传感器可把场景分成若干个区域,帮助成像系统更好地了解场景空间细节。

 

该同类首创产品集成940nm垂直腔表面发射激光器(VCSEL)光源、集成了VCSEL驱动器的SoC传感器、单光子雪崩二极管(SPAD)接收阵列和运行复杂固件的低功耗32位MCU内核及加速器。VL53L5保留了意法半导体所有FlightSense传感器的1类认证,在消费类产品中绝对符合人眼安全标准。

 

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VL53L5 ToF传感器封装在一个微型模块内,接收孔上的光学元件可以创建64个测距区,从而解锁许多新功能和用例。

 

意法半导体影像事业部总经理Eric Aussedat表示:“VL53L5 FlightSense多区直接飞ToF传感器采用了我们最先进的40nm SPAD制造工艺,最大测距距离可达4米,测距区域多达64个,有助于成像系统了解场景空间细节。VL53L5测距区数量是上一代的64倍,可大幅提升激光自动对焦、触摸对焦、存在检测和手势界面的性能,同时帮助开发人员开发更多创新的影像应用。”

 

意法半导体为FlightSense传感器构建了一个垂直集成制造模型,SPAD晶片在先进的法国Crolles12英寸晶圆厂生产,采用40nm专有硅制造工艺,然后在亚洲的意法半导体封装厂组装所有模块组件,这种制造方法可为客户提供卓越的产品质量和可靠性。

 

意法半导体与主要的智能手机和PC机平台厂商建立了密切的合作关系并已将传感器预先集成到这些平台上,客户可凭借此合作关系来更好地使用VL53L5进行应用开发。FlightSense产品在市面上有大量的Android和Windows设备驱动程序可用。VL53L5现已量产,已向业界领先的无线设备和计算机厂商的出货数百万颗。

 

技术详情

 

每一代新产品推出,意法半导体的ToF技术都能让各种应用取得重大的性能改进,其中包括控制笔记本电脑或显示器唤醒和休眠的用户存在检测,以及智能手机摄像头的混合对焦算法的激光自动对焦,据独立的图像质量评测机构DXOMARK的报告,大多数排名靠前的智能手机相机都内置了意法半导体的FlightSense传感器的自动对焦功能。

 

摄像头子系统是区分智能手机性能高低的主要因素,在低光照场景或拍摄低对比度目标时,摄像头内部的激光自动对焦功能确保对焦快速、准确。对于传统自动对焦系统来说,低光照场景或低对比度目标,是一个严峻的挑战,但对ST的传感器来说却不是问题。ST的FlightSense激光自动对焦嵌入技术已被主要的智能手机OEM厂商广泛采用,目前已在150多款手机中出货。

 

VL53L5封装在6.4 x 3.0 x 1.5 mm的模块中,发送镜头和接收镜头都集成到模块上,并将模块对角线视场角(FoV)扩展到61度。这种广视场角特别适合检测不在图像中心的物体,并确保在图像的各个角落都能完美自动对焦。在“激光自动对焦”应用场合,VL53L5可以收集整个视场中多达64个区域的测距数据,支持“触摸对焦”和许多其他功能。这种灵活可变性大大提高了智能手机/相机的性能、便利性和多功能性。

 

通过SPAD阵列可以获得更大的灵活性,该阵列可设为空间分辨率优先,以最快15fps的速度输出所有64个区域的测距数据;或者设为最大测距距离优先,其中传感器以60fps的帧率输出4x4/16个测距区。

 

意法半导体的体系结构可以自动校准每个测距区,并且直接ToF技术支持每个区检测多个目标,不受玻璃盖板反射光的影响。此外,FlightSense方案是通过SPAD阵列收集原始数据,并通过专有的嵌入式MCU和加速器执行后处理,然后通过I2C或SPI总线将测距数据传输到系统主处理器,因此,不需要特定的相机接口和功能强大的接收器MCU,并确保质量和性能出色。


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