Первый 64-зонный модуль прямого определения времени пролета улучшает детализацию пространственной сцены

STMicroelectronics расширила свой портфель датчиков времени полета (ToF) FlightSense тем, что, по ее утверждению, является первым в мире устройством с 64 зонами, которое разбивает сцену на отдельные области, чтобы помочь системе визуализации построить наиболее детальное пространственное понимание сцены.

Новый VL53L5 включает в себя источник света с лазером с вертикальным резонатором на поверхности (VCSEL) с длиной волны 940 нм, датчиком системы на кристалле, объединяющим драйвер VCSEL, приемную матрицу из однофотонных лавинных диодов (SPAD) и 32-битный микроконтроллер с низким энергопотреблением. ядро и ускоритель под управлением сложной прошивки. Он сохраняет сертификацию класса 1 для всех датчиков FlightSense ST и полностью безопасен для глаз при использовании потребительских товаров. Размещенный в миниатюрном модуле, датчик содержит оптические элементы в приемной апертуре, которые создают 64 зоны измерения дальности, открывая множество новых функций и вариантов использования.

Генеральный менеджер подразделения визуализации ST, Эрик Аусседат, сказал:«Обеспечивая в 64 раза больший диапазон зон, чем было доступно ранее, VL53L5 предлагает радикальное улучшение производительности лазерной автофокусировки, сенсорной фокусировки, обнаружения присутствия и интерфейсов жестов, помогая разработчикам создавать даже более инновационные приложения для обработки изображений. В многозонном датчике прямого измерения времени полета VL53L5 FlightSense используется наш самый передовой 40-нанометровый производственный процесс SPAD, чтобы обеспечить выдающиеся характеристики дальности 4 м и до 64 зон дальности, которые помогают системе визуализации построить детальное пространственное понимание сцены ».

ST заявила, что с каждым новым поколением своей технологии времени пролета, она добавляла значительные важные улучшения производительности в широком диапазоне сценариев использования, включая обнаружение присутствия человека для управления выходом из спящего режима и гибернации ноутбуков или мониторов, а также лазерную автофокусировку в гибридные алгоритмы фокусировки для камер смартфонов. Функция автофокусировки датчиков FlightSense встроена в большинство камер смартфонов самого высокого уровня согласно DXOMARK, независимому тесту, который оценивает качество изображения.

Подсистема камеры является основным фактором, влияющим на производительность смартфона, а лазерная автофокусировка внутри камеры обеспечивает быструю и точную фокусировку в условиях низкой освещенности или при съемке малоконтрастных целей. Эти сценарии представляют собой серьезные проблемы для обычных систем автофокусировки. Широко применяемый ведущими производителями смартфонов, система FlightSense с лазерной автофокусировкой, встроенная в ST, теперь поставляется более чем в 150 моделях телефонов.

VL53L5, упакованный в модуль 6,4 x 3,0 x 1,5 мм, объединяет передающие и принимающие линзы в конструкцию модуля и расширяет поле обзора (FoV) модуля до диагонали 61 градус. Такое широкое поле зрения особенно хорошо подходит для обнаружения объектов, расположенных не по центру, и для обеспечения идеальной автофокусировки в углах изображения. В случае использования «лазерной автофокусировки» VL53L5 собирает данные о дальности от 64 зон по всему полю зрения для поддержки «касания для фокусировки» и многих других функций. Эта гибкость значительно повышает производительность, удобство и универсальность смартфона / камеры.

Дополнительная гибкость доступна через массив SPAD, который может быть настроен на поддержку пространственного разрешения, когда он выводит все 64 зоны со скоростью до 15 кадров в секунду, или на максимальное расстояние, когда датчик выводит 4 × 4/16 зон с частотой кадров 60 кадров в секунду.

Архитектура ST может автоматически калибровать каждую зону дальности, а технология прямого определения времени пролета позволяет каждой зоне обнаруживать несколько целей и отклонять отражение от покровного стекла. Кроме того, подход FlightSense собирает необработанные данные, собранные массивом SPAD, и выполняет постобработку через собственный встроенный MCU и ускоритель перед передачей данных ранжирования на хост системы по шине I2C или SPI. Это устраняет необходимость в специальном интерфейсе камеры и мощном микроконтроллере приемника и обеспечивает высококачественную и высокопроизводительную работу.

Используя вертикально интегрированную производственную модель для своих датчиков FlightSense, ST строит свои пластины SPAD по 40-нм запатентованной кремниевой технологии на современном заводе компании по производству 12-дюймовых пластин в Кролле, Франция, прежде чем собирать все компоненты модуля в задней части ST. -конечные заводы в Азии.

Развитие клиентов с помощью VL53L5 может основываться на отношениях ST с ключевыми поставщиками платформ для смартфонов и ПК, поскольку ST предварительно интегрировала датчик на эти платформы. Драйверы устройств Android и Windows также широко доступны для продуктов FlightSense. ST сообщил, что VL53L5 находится в массовом производстве, и миллионы устройств уже отгружены ведущим производителям беспроводных устройств и компьютеров.