意法半導(dǎo)體推出世界首個(gè)多合一的多區(qū)直接ToF傳感器模塊

· 更高的攝像頭視場(chǎng)角和空間分辨率，讓消費(fèi)電子影像系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)新功能：觸摸對(duì)焦、多目標(biāo)識(shí)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(chǎng)角光學(xué)元件和低功耗處理器

中國(guó)，2020年10月29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(jiǎn)稱ST)擴(kuò)大其FlightSense? 飛行時(shí)間(Time-of-Flight，簡(jiǎn)稱ToF)傳感器產(chǎn)品組合陣容，推出業(yè)界首個(gè)64區(qū)測(cè)距傳感器。該多區(qū)傳感器可把場(chǎng)景分成若干個(gè)區(qū)域，幫助成像系統(tǒng)更好地了解場(chǎng)景空間細(xì)節(jié)。

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(dòng)器的SoC傳感器、單光子雪崩二極管(SPAD)接收陣列和運(yùn)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(rèn)證，在消費(fèi)類產(chǎn)品中絕對(duì)符合人眼安全標(biāo)準(zhǔn)。

VL53L5 ToF傳感器封裝在一個(gè)微型模塊內(nèi)，接收孔上的光學(xué)元件可以創(chuàng)建64個(gè)測(cè)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ToF傳感器采用了我們最先進(jìn)的40nm SPAD制造工藝，最大測(cè)距距離可達(dá)4米，測(cè)距區(qū)域多達(dá)64個(gè)，有助于成像系統(tǒng)了解場(chǎng)景空間細(xì)節(jié)。VL53L5測(cè)距區(qū)數(shù)量是上一代的64倍，可大幅提升激光自動(dòng)對(duì)焦、觸摸對(duì)焦、存在檢測(cè)和手勢(shì)界面的性能，同時(shí)幫助開(kāi)發(fā)人員開(kāi)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(gè)垂直集成制造模型，SPAD晶片在先進(jìn)的法國(guó)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(jī)和PC機(jī)平臺(tái)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(tái)上，客戶可憑借此合作關(guān)系來(lái)更好地使用VL53L5進(jìn)行應(yīng)用開(kāi)發(fā)。FlightSense產(chǎn)品在市面上有大量的Android和Windows設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序可用。VL53L5 現(xiàn)已量產(chǎn)，已向業(yè)界領(lǐng)先的無(wú)線設(shè)備和計(jì)算機(jī)廠商的出貨數(shù)百萬(wàn)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(jìn)，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(cè)，以及智能手機(jī)攝像頭的混合對(duì)焦算法的激光自動(dòng)對(duì)焦，據(jù)獨(dú)立的圖像質(zhì)量評(píng)測(cè)機(jī)構(gòu)DXOMARK的報(bào)告，大多數(shù)排名靠前的智能手機(jī)相機(jī)都內(nèi)置了意法半導(dǎo)體的FlightSense傳感器的自動(dòng)對(duì)焦功能。

攝像頭子系統(tǒng)是區(qū)分智能手機(jī)性能高低的主要因素，在低光照?qǐng)鼍盎蚺臄z低對(duì)比度目標(biāo)時(shí)，攝像頭內(nèi)部的激光自動(dòng)對(duì)焦功能確保對(duì)焦快速、準(zhǔn)確。對(duì)于傳統(tǒng)自動(dòng)對(duì)焦系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，低光照?qǐng)鼍盎虻蛯?duì)比度目標(biāo)，是一個(gè)嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，但對(duì)ST的傳感器來(lái)說(shuō)卻不是問(wèn)題。ST的FlightSense激光自動(dòng)對(duì)焦嵌入技術(shù)已被主要的智能手機(jī)OEM廠商廣泛采用，目前已在150多款手機(jī)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(duì)角線視場(chǎng)角(FoV)擴(kuò)展到61度。這種廣視場(chǎng)角特別適合檢測(cè)不在圖像中心的物體，并確保在圖像的各個(gè)角落都能完美自動(dòng)對(duì)焦。 在“激光自動(dòng)對(duì)焦”應(yīng)用場(chǎng)合，VL53L5可以收集整個(gè)視場(chǎng)中多達(dá)64個(gè)區(qū)域的測(cè)距數(shù)據(jù)，支持“觸摸對(duì)焦”和許多其他功能。這種靈活可變性大大提高了智能手機(jī)/相機(jī)的性能、便利性和多功能性。

通過(guò)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(gè)區(qū)域的測(cè)距數(shù)據(jù);或者設(shè)為最大測(cè)距距離優(yōu)先，其中傳感器以60fps的幀率輸出4x4/16個(gè)測(cè)距區(qū)。

意法半導(dǎo)體的體系結(jié)構(gòu)可以自動(dòng)校準(zhǔn)每個(gè)測(cè)距區(qū)，并且直接ToF技術(shù)支持每個(gè)區(qū)檢測(cè)多個(gè)目標(biāo)，不受玻璃蓋板反射光的影響。此外，F(xiàn)lightSense方案是通過(guò)SPAD陣列收集原始數(shù)據(jù)，并通過(guò)專有的嵌入式MCU和加速器執(zhí)行后處理，然后通過(guò)I2C或SPI總線將測(cè)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(jī)接口和功能強(qiáng)大的接收器MCU，并確保質(zhì)量和性能出色。