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ST全新多合一多區ToF感測器模組 實現64倍測距區的性能升級
[SmartAuto 報導]   2020年11月04日 星期三 瀏覽人次: [1335]

半導體供應商意法半導體(STMicroelectronics;ST)宣布擴大其FlightSense 飛行時間(Time-of-Flight;ToF)感測器產品組合陣容,推出全新64區測距感測器。該多區感測器可將場景劃分成若干個區域,提升成像系統更多情境的空間資訊。

意法半導體推出首款多合一多區直接飛行時間感測器模組VL53L5
意法半導體推出首款多合一多區直接飛行時間感測器模組VL53L5

該產品首創整合了940奈米垂直腔面發射激光器(Vertical Cavity Surface Emission Laser;VCSEL)光源、VCSEL驅動器的SoC感測器、單光子雪崩二極體(Single Photon Avalanche Diode;SPAD)接收陣列和執行複雜韌體的低功耗32位元MCU內核及加速器。VL53L5保留了與意法半導體所有FlightSense感測器一致的1級認證,在消費性產品中絕對符合人眼安全標準。

VL53L5 ToF感測器封裝在一個微型模組內,接收孔上的光學元件可以創造64個測距區,以解鎖許多新功能和使用範例。

意法半導體影像事業部總經理Eric Aussedat表示:「VL53L5 FlightSense多區直接飛行時間(DToF)感測器採用了最先進的40nm SPAD製程,最大測距距離可達4公尺,測距區域高達64個,有助於影像系統捕捉更詳細的場景空間資訊。VL53L5測距區數量是上一代的64倍,可大幅提升雷射自動對焦、觸控對焦、存在偵測和手勢介面的性能,同時協助開發人員開發更多創新的影像應用。」

意法半導體為FlightSense感測器打造了一個垂直整合製造模型,SPAD晶片在先進的法國Crolles12英寸晶圓廠生產,其採用40nm專有矽製程,並在亞洲意法半導體封裝廠組裝所有模組元件,可為客戶提供卓越的產品品質和可靠性。

意法半導體與主要的智慧型手機大廠和PC平台廠建立了密切的合作關係,並已將感測器預先整合到這些平台上,客戶可藉此合作關係來使用VL53L5進行應用開發。FlightSense產品在市面上有大量的Android和Windows裝置驅動程式可供使用。

VL53L5現已量產,已出貨數百萬顆給業界領先的無線設備和電腦商。

意法半導體每一代新產品的推出,都能透國其ToF技術,讓各種應用大幅改善其性能,包括控制筆記型電腦、顯示器喚醒和休眠的使用者存在偵測,以及智慧型手機鏡頭混合對焦演算法的雷射自動對焦。據獨立影像品質評測機構DXOMARK的報告,大多數的智慧型手機相機都內建了意法半導體FlightSense感測器的自動對焦功能。

相機子系統是區分智慧型手機性能高低的主要考量,在低光照場景或拍攝低對比度物件時,鏡頭內部的雷射自動對焦功能確保對焦快速、準確。對於傳統自動對焦系統來說,低光照場景或低對比度物件是一個嚴峻的挑戰,但對ST的感測器來說卻不是問題。ST的FlightSense雷射自動對焦嵌入技術已被主要的智慧型手機OEM廠商廣泛採用,目前已在搭載於超過150款手機中。

VL53L5封裝在6.4 x 3.0 x 1.5 mm的模組中,發送鏡頭和接收鏡頭都整合到模組上,並將模組對角線視場角(DFoV)擴充到61度。這種廣視場角非常適合偵測不在影像中心的物體,並確保在影像的各個角落都能完美自動對焦。

在「雷射自動對焦」應用場合,VL53L5可以收集整個視場中多達64個區域的測距資料,並支援「觸控對焦」和許多其他功能。這種靈活可變性大幅提升了智慧型手機/相機的性能、便利性和多功能性。

透過SPAD陣列可以獲得更大的靈活性,該陣列可設為空間解析度優先,以最快15fps的速度同時輸出所有64個區域的測距資料;或者設定為最大測距距離優先,其中感測器以60fps的幀率輸出4x4/16個測距區。

意法半導體的體系結構可以自動校準每個測距區,而且DToF技術支援每個區域偵測多目標,不受玻璃反射光的影響。此外,FlightSense方案是透過SPAD陣列收集原始資料,並透過專有的嵌入式MCU和加速器執行後處理,接著以I2C或SPI匯流排將測距資料傳輸到系統主處理器,因此,不需要特定的相機介面和功能強大接收器MCU,仍能確保品質和出色性能。

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