ST/TI/ams/Melexis，TOF技術(shù)哪家強？

　　看一眼你的手機它就解鎖了，TOF 3D傳感器讓智能手機變得更酷。Digitimes預測，2019年使用TOF 3D傳感器技術(shù)的智能手機出貨量將達到2000萬(wàn)臺，看來(lái)大眾對新技術(shù)的應用還是充滿(mǎn)期待。

　　因為TOF技術(shù)，小米和榮耀還進(jìn)行了胡懟。紅米Redmi 品牌總經(jīng)理認為榮耀V20 TOF鏡頭無(wú)用，榮耀業(yè)務(wù)部副總裁回擊TOF等技術(shù)是公司厚積薄發(fā)的技術(shù)儲備。讓國內兩家手機大廠(chǎng)網(wǎng)上開(kāi)戰，TOF技術(shù)有什么魔力?

　　TOF即Time of Flight，直譯為飛行時(shí)間。原理是通過(guò)向目標發(fā)射連續的特定波長(cháng)的紅外光線(xiàn)脈沖，通過(guò)特定傳感器接收待測物體傳回的光信號，計算光線(xiàn)往返的飛行時(shí)間或相位差得到待測物體的3D深度信息，ToF相機的亮度圖像可以通過(guò)模型迅速連接起來(lái)。

　　相對于3D結構光技術(shù)，TOF技術(shù)在一定距離內，光信息衰減小，同時(shí)TOF感光元件的單位像素可達到10μm，對于光的采集有足夠的保障，使用距離可達到0.4m-5m，因此適用于后置攝像頭上。

　　由于TOF技術(shù)性能更高，以及被智能手機大量采用，很多芯片廠(chǎng)商開(kāi)始紛紛發(fā)力這一領(lǐng)域，今天我們就來(lái)盤(pán)點(diǎn)一下有哪些廠(chǎng)商在做TOF傳感器芯片：

　　意法半導體(ST)

　　ST在消費電子領(lǐng)域頗有建樹(shù)，對TOF技術(shù)自然也非常關(guān)注，早在幾年前就已經(jīng)推出了相關(guān)產(chǎn)品VL6180和VL53L0X。其中VL6180是其第一代產(chǎn)品，采用850nm的波長(cháng)激光，最大測距大于40cm;VL53L0X是第二代產(chǎn)品，采用了940nm的波長(cháng)激光，測距距離也提升到了2m。ST稱(chēng)VL53L0X是世界上最小的ToF傳感器，采用單光子雪崩二極管，超高速時(shí)間分辨率讓Direct ToF技術(shù)能夠采用ST CMOS SPAD制造工藝，集成傳感器、濾波器、光學(xué)器件、VCSEL和驅動(dòng)器于一體，系統具有高度校準的特性。

　　德州儀器(TI)

　　早在2013年TI 就發(fā)布過(guò)3D飛行時(shí)間(ToF)手勢技術(shù)但是用于控制領(lǐng)域。2017年發(fā)布的飛行時(shí)間(ToF)傳感器OPT8241算是一款經(jīng)典產(chǎn)品，這顆芯片屬于3D ToF圖像傳感器系列，它將ToF感應功能與經(jīng)優(yōu)化設計的模數轉換器(ADC)和通用可編程定時(shí)發(fā)生器(TG)相結合，以高達150幀/秒的幀速率(600讀出/秒)提供四分之一的視頻圖形陣列(QVGA 320 x 240)分辨率數據。主要的應用是深度感測，例如3D掃描、手勢控制等等，其終端應用在A(yíng)TM、人數統計等等。

　　艾邁斯半導體(ams)

　　ams的專(zhuān)注程度堪稱(chēng)“死磕”傳感器，艾邁斯半導體的首席執行官Alexander Everke曾表示，“我們專(zhuān)注于高性能傳感器解決方案。業(yè)務(wù)范圍包括傳感器解決方案、傳感器IC、接口和相關(guān)軟件?！盩OF技術(shù)作為行業(yè)熱點(diǎn)必然也是ams的重中之重。在2017年收購VCSEL玩家之一Princeton Optronics，加強3D成像、AR/VR及汽車(chē)應用技術(shù)。目前1D飛行時(shí)間傳感器的缺點(diǎn)是尺寸過(guò)大，在較差的照明條件下或顯示屏臟污時(shí)，性能會(huì )大打折扣。ams 的1D飛行時(shí)間傳感器TMF8701集成了VCSEL紅外發(fā)射器、多個(gè)SPAD(單光子雪崩光電二極管)光探測器、時(shí)間-數字轉換器和直方圖處理內核，可以獨立識別顯示屏上的指紋污染以及蓋玻片范圍以外物體(例如用戶(hù)臉部)的光反射，即使在傳感器孔徑臟污時(shí)，也能保持可靠性能。

　　邁來(lái)芯(Melexis)

　　邁來(lái)芯是全球五大頂級汽車(chē)半導體傳感器供應商之一，在汽車(chē)市場(chǎng)有著(zhù)絕對的優(yōu)勢，可以說(shuō)現在平均每輛車(chē)就有8顆邁來(lái)芯品牌的芯片。在汽車(chē)應用中，傳感器數量越來(lái)越多，尤其是未來(lái)的自動(dòng)駕駛，只有配備大量的高精準度的傳感器才能讓行駛更安全。

　　在2017年，邁來(lái)芯推出了MLX75023 1/3英寸光學(xué)格式TOF傳感器，其提供當時(shí)世界上最小的QVGA分辨率像素，并具有63dB線(xiàn)性動(dòng)態(tài)范圍和日光魯棒性。MLX75123配套芯片將傳感器IC直接連接到主機MCU，可以從傳感器快速讀取數據;近期，Melexis推出業(yè)界首款面向汽車(chē)內部和外部監控等應用的單芯片汽車(chē)級VGA飛行時(shí)間 (ToF) 圖像傳感器MLX75027，這是片上系統解決方案，在單一BGA封裝中提供VGA(640 x 480 像素)分辨率的圖像傳感及處理功能。

　　Teledyne e2v

　　Teledyne e2v擁有超過(guò)40年的成像設計及制造經(jīng)驗，產(chǎn)品涉及CMOS、CCD和EMCCD圖像傳感器、陣列、相機模塊、子系統和線(xiàn)掃描相機。Teledyne e2v研發(fā)的第一個(gè)3D飛行時(shí)間法解決方案，具有130萬(wàn)像素分辨率深度與1英寸光學(xué)尺寸。在可見(jiàn)光與近紅外光譜850nm波長(cháng)出量子效率大50%，高動(dòng)態(tài)范圍可實(shí)現實(shí)現夜間和日夜視覺(jué);可獲取快速移動(dòng)的目標3D圖像：速度高達120幀/秒，全分辨率30幀/秒深度圖像，全局快門(mén)效率高。

　　除了智能手機，TOF技術(shù)還可以應用于汽車(chē)、工業(yè)、人臉識別、娛樂(lè )、電影特效、機器人等諸多領(lǐng)域。在汽車(chē)上，TOF傳感器可以用于自動(dòng)駕駛，通過(guò)TOF技術(shù)對行車(chē)環(huán)境進(jìn)行感知;在工廠(chǎng)自動(dòng)化中，ToF技術(shù)可以用于拾取放置作業(yè)以及裝配作業(yè);在人臉識別系統中，TOF相機的亮度圖像和深度信息可以通過(guò)模型連接起來(lái)，迅速精準的完成人臉匹配和檢測;在制作影視特效時(shí)，TOF相機可以將深度信息附加在視頻圖像中，精確確定場(chǎng)景中每個(gè)像素的空間位置。