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tof技术开启各种新应用的可能性

飞行时间(time of flight, tof)是一种测量被摄物体的距离,以产生深度信息的技术,目前已经被应用到消费类、个人计算器和工业市场,极具市场发展潜力。本文将为您介绍tof技术的特性与来自意法半导体(stmicroelectronics)的凯发app官网登录的解决方案,提供您对开发相关应用产品的参考。

tof技术应用市场日趋广泛

tof技术是通过传感器发出经调制的红外光线,遇物体后反射,传感器接收到返回的光线,通过计算光线发射和反射时间差或相位差,来换算被拍摄物体的距离,以产生深度信息,如果再结合传统的相机拍摄,就能将物体的三维轮廓以不同颜色代表不同距离的方式呈现出来。

通过tof技术,可以检测到传感器与被摄物体之间的距离与深度信息,因此可以应用于像是ar/vr体验、人体感测、人脸辨识、手势感测、倒车雷达、汽车环景检测、机器视觉等应用领域,市场应用日趋广泛。

高度集成实现最佳测距性能

意法半导体在成像和光学传感凯发app官网登录的解决方案领域已经拥有20年以上的创新成果,向市场提供多种的产品和服务,并于近日推出了基于flightsense™ tof技术的新一代高性能邻近和测距传感器。目前意法半导体已经推出4代产品,并与50多家oem厂商合作,已有超过42,000个开发工具包,tof产品的出货量已超过10亿个。

flightsense tof是一种激光发射器模块,可将光线或光子射出并到达目标,然后反射回到tof凯发app官网登录的解决方案的另一个开口,即传感器或接收器。其应用原理相当简单,只要计算速度乘以光线的来回传播时间,便可以获得距离,并与对象的颜色、大小或反射率无关,就算是对黑色、白色或其他颜色的对象进行测距时,都可获得相同的测距精度。flightsense tof模块发射器具有高性能的距离测量、轻松快捷的集成能力、低功耗、超长距离测量、多目标检测、动态污迹校正等特性。

未来采用非触摸式的应用需求将会越来越多,像是在电梯、医院中使用,可以避免接触造成的传染,使用于智能家居也会让生活更为便利。意法半导体的flightsense系列产品可广泛应用于消费类、个人计算器和工业市场,采用独特的垂直集成制造模式,可确保一流的服务水平、质量、客户支持和性能。

不受目标反射率、材料和颜色的影响

flightsense tof模块发射器包括多个产品线,其中的vl53l3cx是意法半导体的最新tof产品之一,嵌入了意法半导体的第三代flightsense专利技术,它结合了高性能的邻近和测距传感器,多目标距离测量和自动污迹校正。微型可回流焊封装集成了单光子雪崩二极管(single photon avalanche diode, spad)阵列和物理红外滤光片,可在各种环境照明条件下实现最佳的测距性能,并具有各种盖玻片窗。

 

vl53l3cxv0dh/1

 

vl53l3cx结合了高性能邻近传感器的优势,出色的短距离线性度以及高达3 m的测距能力,凭借获得专利的算法和巧妙的模块构造,vl53l3cx还能够通过深度辨识来检测视场(field-of view, fov)内的不同对象。意法半导体的直方图算法允许覆盖玻璃的串扰抗扰度超过80 cm,并具有动态污迹补偿功能,采用小型封装,易于集成,在单个模块中将激光发射器、spad接收阵列和微控制器组合在可回流焊封装中,并可以隐藏在各种覆盖材料和颜色的后面,便于采用具创意的工业设计,不同于传统红外邻近传感器,vl53l53cx不会受到目标反射率、材料和颜色的影响。

另一款新推出的vl53l1cb则是基于意法半导体专利flightsense技术的新型tof传感器,传感器能够检测到目标颜色或材料的最大距离为8m。意法半导体的直方图算法允许检测fov内的不同目标,该算法还具有抗干扰能力,可以允许超过80 cm的覆盖玻璃串扰。采用的spad阵列区域选择,可允许进行高级的多区域扫描。vl53l1cb还具有15°至27°的可编程fov,具体取决于spad阵列区域选择的大小。

多区域读取开启应用可能性

近日,意法半导体推出了vl53l5 tof激光测距传感器,这是世界上第一个多合一、多区域、直接飞行时间(direct time-of-flight, dtof)模块,它采用微型可回流焊封装,集成了spad阵列、物理红外滤光片和衍射光学组件(diffractive optical elements, doe),以各种盖玻片材料在各种环境照明条件下实现最佳的测距性能。

vl53l5cx采用了第四代的flightsense技术,这款产品最多可以支持提供每秒15帧的64区测距,具有非常强大的8x8/64区域读取输出,最大fov达到了61°,可以识别多个物体的距离。以往的flightsense产品都是单区的,vl53l5cx则是一款全新的多区检测tof产品。单区可能着重的应用是单动作的开关,但是多区就提供了更多的可能,例如,手势应用涉及非常复杂的运动,因此它不仅是单个区域读取的应用。此外,更广泛的fov可允许打开和关闭显示的范围,也为应用开启了许多新的可能性。

作为第四代产品,vl53l5cx从制程设计就有所升级,前代产品都是65或90mn的工艺,而vl53l5cx采用的是40nm的工艺,制程缩小意味着同样面积上可以整合更多的二极管和电路,这样才能迎合多区检测的需求,因为多区检测需要同时间输出更多光子,因为如果你用到64点,就要同时输出64点的信息,这时候需要用到一些转换器或mcu的计算,也就是单芯片的计算都必须要放在一个传感器上。

结语

意法半导体率先将tof技术从研究实验室过渡到了完全工业化的市场,并推出多样领先的产品系列,搭配更具竞争力的产品和服务,应用于更多的细分市场,将能扩大产品的应用面与商机,想要开拓tof应用的蓝海市场,现在正是时候!

 

特色产品

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