從蘋果的iPhone X讓很多人認識了ToF（飛行時間）技術(shù)開始，這種特別的距離傳感解決方案就在諸多領(lǐng)域得到了廣泛關(guān)注。雖然很多安卓手機廠商對ToF技術(shù)淺嘗即止，但這并不妨礙ToF技術(shù)在諸多消費電子應(yīng)用的長尾市場擁有更為明顯的技術(shù)優(yōu)勢。ToF產(chǎn)品在消費電子領(lǐng)域應(yīng)用非常廣泛，從我們平時常見的掃地機器人、智能家居、智能樓宇、智慧工廠、倉儲物流領(lǐng)域都可以用到ToF產(chǎn)品，并且隨著ToF技術(shù)的不斷演進和迭代，ToF技術(shù)在很多應(yīng)用領(lǐng)域逐漸展現(xiàn)出其特有的技術(shù)優(yōu)勢。

近日，在慕尼黑華南電子展現(xiàn)場，意法半導(dǎo)體（ST）就展示了多項基于ToF技術(shù)的消費級應(yīng)用。據(jù)意法半導(dǎo)體圖像傳感器部門產(chǎn)品經(jīng)理汪鳴明介紹，ToF技術(shù)在一些特定應(yīng)用中具有比較明顯的優(yōu)勢，比如目前主流的掃地機器人可能會配備好幾顆ToF，前面配備ToF sensor是用來做避障或者固體識別、障礙物識別和檢測，在側(cè)面會有一些ToF Sensor做簡單的地圖測繪的功能。消費領(lǐng)域?qū)oF技術(shù)的需求主要集中在兩個方面，一方面對ToF測試精度的要求越來越高，另一方面使用場景也越來越復(fù)雜。作為最主要的ToF技術(shù)和方案提供商，針對這些應(yīng)用需求，ST對產(chǎn)品也進行了更新迭代，比如精度、探測距離、功耗、軟件算法都在不停的迭代。

ST在ToF領(lǐng)域，不管是出貨量、質(zhì)量還是服務(wù)，一直是行業(yè)的領(lǐng)先者。鑒于ToF的感測受到背景和顏色的影響比較大，ST通過開發(fā)自己獨特的軟件算法，確保進行距離檢測時測量精度更少地受到被測試物體的顏色、反射率的影響。目前ST已經(jīng)推出了第四代ToF產(chǎn)品，在這一代產(chǎn)品中，ST增加了叫做Ultralow Power的超低功耗模式功能，使得在不影響性能表現(xiàn)的同時，能夠節(jié)省系統(tǒng)的功耗，從而提升系統(tǒng)的效率，降低系統(tǒng)的綜合成本。在感測距離方面，ST的ToF產(chǎn)品線可以提供的識別范圍從10厘米到目前最遠的8米的距離。而在產(chǎn)品形態(tài)方面，ST擁有自己的封裝產(chǎn)能，因此可以把ToF發(fā)射端的VCSEL和接收端封裝在一個封裝中提供給客戶，并可以做到單點僅4.4×2.4×1.0mm3的微小尺寸。除了這些技術(shù)方面的特點外，ST的每一款產(chǎn)品都有完善的開發(fā)套件和軟件包，幫助客戶快速評估性能及可行性，方便用戶快速集成到系統(tǒng)中。汪鳴明特別提到了ST最新產(chǎn)品VL53L7CX，相比于之前的VL53L5CX，其特點是視場角（FOV）可以達到90度，覆蓋范圍更廣，助力用戶應(yīng)用在更多的使用場景中。并且FOV角度還可以進行編程，客戶可以根據(jù)自己的需求編程到所需要的角度。在ToF產(chǎn)品上，ST擁有比較獨特的微鏡片技術(shù)，可以使ToF產(chǎn)品在不同的光環(huán)境下有比較強的光性能穩(wěn)定性。

ST的產(chǎn)品迭代充分考慮了消費領(lǐng)域的應(yīng)用需求，汪鳴明提到，在未來ToF技術(shù)的使用場景將會越來越寬泛，并且會保持一個較快增長的趨勢。為此，ST今后的產(chǎn)品規(guī)劃會大致分為兩個方向。一個是提供更高的分辨率給到客戶，以及更復(fù)雜的算法，能夠賦予客戶更多的可能性。同時，研發(fā)團隊也是在不停的探索一些新應(yīng)用場景。另一方面，針對一些探測距離比較遠的使用需求，ST也在規(guī)劃新的產(chǎn)品，比如有在規(guī)劃超過目前能夠達到的最遠探測距離8m以上的產(chǎn)品。基于這些硬件產(chǎn)品，ST也在積極開發(fā)配套的軟件算法，比如這次展會ST展臺上就展出了基于VL53L5CX的手勢識別的Demo，通過ToF傳感器可以構(gòu)建一個64個點的矩陣，只要能感覺到其中一定數(shù)量的點位的距離變化，就能夠啟動手勢的識別。該系統(tǒng)可以通過不同的手勢動作對開關(guān)進行無接觸的控制，并且能夠通過短時間多次手勢，進行更為復(fù)雜的指令操作，這種應(yīng)用非常適合很多不適合直接接觸的短距離控制應(yīng)用，甚至目前疫情下的部分電梯控制都可以通過這類方案實現(xiàn)無接觸操作。

▲FlightSenseTM VL53L5CX 8*8多區(qū)域飛行時間傳感器

在本次展會現(xiàn)場，意法半導(dǎo)體除了帶來了ToF的參考解決方案，還展示了基于另一個熱門技術(shù)的參考方案，這就是全局快門傳感器。相比于卷簾快門傳感器，全局快門傳感器的特點非常明顯。因為全局快門傳感器所有的像素點在同一時間進行曝光，所以，它可以避免在拍攝一些高速運動的物體時，像行駛中的小汽車，可能會產(chǎn)生一些形變的現(xiàn)象。使用全局快門傳感器，這樣的現(xiàn)象是可以避免的，所以，在一些拍攝高速運動物體的使用場景時，ST推薦用戶選擇全局快門傳感器。

▲BGA封裝的VD56G3全局快門傳感器

跟ToF一樣，ST在全局快門傳感器領(lǐng)域出貨量也是保持世界領(lǐng)先的地位。汪鳴明非常看好全局快門傳感器的市場發(fā)展，除了在汽車的輔助駕駛系統(tǒng)中可以用來進行駕駛員狀態(tài)監(jiān)測和識別外，在火熱的AI領(lǐng)域中人機交互很多時候都是基于視覺輸入或語音輸入，在視覺輸入的部分為了讓機器能夠達到接近于人的視覺識別，圖像傳感器就是其中很重要的一個關(guān)鍵因素。再比如，平常大家見到比較多的像無人機一類的機器視覺的方案，比如防碰撞、地圖測繪；包括現(xiàn)在非常火的AR、VR，全局快門傳感器也可以用在像眼球追蹤、6DOF等方面。針對于消費市場，ST明年會量產(chǎn)兩款新產(chǎn)品，分別是150萬像素的VD56G3和40萬像素的VD55G0。其中150萬像素的VD56G3帶有光流功能，它可以輸出數(shù)據(jù)信號，能夠表示出同一個特征點在不同幀的畫面中變化運動的趨勢，從而給后端一個直觀的物體運動的信息數(shù)據(jù)。它的QE值24%@940nm目前在行業(yè)內(nèi)算是比較高的，處于領(lǐng)先的一個地位。40萬像素的VD555G0，它的尺寸非常小，只有6.5平方毫米，適合一些對空間要求非常高的使用場景。

審核編輯 ：李倩