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留意科技發(fā)展的朋友都不會(huì )對ToF感到陌生。我們熟悉ToF（Time of Flight，飛行時(shí)間）技術(shù)，主要是因為它普遍用于手機拍照的測距對焦。隨著(zhù)技術(shù)的發(fā)展，ToF的能力越來(lái)越強，其應用范圍也越來(lái)越廣泛。近日，意法半導體（STMicroelectronics，簡(jiǎn)稱(chēng)ST）大中華及南亞區影像事業(yè)部技術(shù)市場(chǎng)經(jīng)理張程怡先生向我們介紹了ST最新ToF產(chǎn)品技術(shù)，以及其優(yōu)勢、應用示例和應用前景。 起初，與ToF傳感器功能相似的技術(shù)是接近傳感器，它是靠投射紅外光并測量目標反射回來(lái)的光強度來(lái)大致判斷被測目標的遠近。顯然這種測距方式并不精確，會(huì )受到目標尺寸、顏色和反射率等因素的影響。ToF則不然。它的激光器發(fā)射光子，傳感器接收返回的光子，按光子的飛行時(shí)間來(lái)計算被測目標的距離，所以十分精確可靠。 張先生介紹說(shuō)，ST是全球第一大ToF傳感器供應商，目前已有200余款手機采用了ST的飛行時(shí)間技術(shù)，而且市場(chǎng)在售的數百款非無(wú)線(xiàn)終端產(chǎn)品也采用了ST的飛行時(shí)間傳感器。截至2019年，ST售出了45,000多評估套件，ToF傳感器出貨量超過(guò)10億。ST的FlightSense傳感器集成了單片ToF芯片、SPAD陣列、RAM/ROM和性能強大的Class1（護眼）VCSEL驅動(dòng)器，執行標準標準高于競爭品牌。 除了傳統的小尺寸、低功耗特性外，ST的FlightSense傳感器最新功能包括超長(cháng)距離測量、多目標檢測和動(dòng)態(tài)污跡校正。測量距離的延長(cháng)可擴大目標檢測區域。按測量距離，FlightSense家族包含下圖所示各種型號。 
FlightSense家族包括以下幾款典型產(chǎn)品： VL53L3CX是極小極微型的高性能接近檢測傳感器，兼具近距離線(xiàn)性度和測距性能，測距能力最遠可達 5米�；赟T直方圖專(zhuān)利算法，VL53L3CX可實(shí)現多目標距離測量。它還具備自動(dòng)濾波蓋片指紋手油干擾功能。 VL53L1CB是集成濾光片的ToF傳感器，支持遠距離測距，可以定義FoV（視場(chǎng)角）。直方圖模式下測距能量可達8米，簡(jiǎn)易模式下可達4米。它具備多目標距離測量、濾波蓋片指紋手油干擾和更佳抗環(huán)境光干擾能力。 VL53L5CX是最新推出的中遠距離測距ToF傳感器，支持多目標測距和FoV視場(chǎng)角設置。它最多可提供每秒15幀的64區測距，或每秒60幀的4x4/16區測距輸出，最大FOV可達61 度，提供 I2C和SPI bus通信接口。VL53L5大幅度提升了關(guān)鍵性能，在自動(dòng)對焦、無(wú)接觸按鍵、使用者到位檢驗、手勢及其他創(chuàng )新應用方面帶來(lái)更佳體驗與機會(huì )。 先進(jìn)的ToF傳感器應用領(lǐng)域十分廣泛。例如，現在市場(chǎng)上已經(jīng)出現能夠自動(dòng)對焦、自動(dòng)校正投影形狀（梯形校正）的投影儀，其中就有測距ToF傳感器的功勞：多點(diǎn)測距功能讓投影儀能夠自動(dòng)修正畸變圖像。此外，手勢控制、護眼（有人接近時(shí)快速調低光強度）等功能都離不開(kāi)ToF傳感器的作用。 ToF傳感器在工業(yè)領(lǐng)域也得到了廣泛應用，包括工業(yè)機器人、傳送帶、工廠(chǎng)管理和智能倉儲等應用。容量管理是一個(gè)典型的案例。如下圖所示，無(wú)論是卡車(chē)、集裝箱、倉庫還是垃圾桶，ToF傳感器都能夠幫助實(shí)時(shí)檢測容器的使用情況，以提高各類(lèi)設施的使用率。
意法半導體大中華及南亞區影像事業(yè)部技術(shù)市場(chǎng)經(jīng)理林國志先生介紹說(shuō)，ST的ToF技術(shù)還在不斷發(fā)展，一些功能還會(huì )得到加強。例如，ST的第一個(gè)3D ToF產(chǎn)品VL53L5目前可以提供了8×8或64區測距能力，一些簡(jiǎn)單的3D應用可以使用VL53L5。ST正在研發(fā)更高解析度的ToF產(chǎn)品，已經(jīng)出有樣片，預計在明年或后年的這個(gè)時(shí)間點(diǎn)正式推出。他說(shuō)，ST希望等市場(chǎng)上有更加完備的應用或軟件時(shí)再推出這種高解析度的3D ToF產(chǎn)品，屆時(shí)ToF可以用于更加復雜的應用場(chǎng)合。 |
