顛覆數字視覺(jué)：意法半導體率先推出50萬(wàn)像素深度圖像ToF傳感器

服務(wù)多重電子應用領(lǐng)域、全球排名前列的半導體公司意法半導體(STMicroelectronics，簡(jiǎn)稱(chēng)ST)近日推出新系列高分辨率飛行時(shí)間（ToF）傳感器，為智能手機等設備帶來(lái)先進(jìn)的 3D 深度成像功能。

40nm堆疊晶圓上實(shí)現專(zhuān)有間接飛行時(shí)間 (iToF) BSI 技術(shù)，新傳感器集高性能、低功耗和小尺寸于一身

新3D系列的首款產(chǎn)品是VD55H1。該傳感器能通過(guò)感測50多萬(wàn)個(gè)點(diǎn)的距離，進(jìn)行3D成像。距離傳感器 5 米范圍內的物體都被能檢測到，通過(guò)圖案照明系統甚至可以檢測到更遠物體。VD55H1可以解決AR/VR 新興市場(chǎng)的使用場(chǎng)景問(wèn)題，包括房間圖像、游戲和 3D化身。在智能手機中，新傳感器可以增強相機系統的功能，包括散景效果、多相機選擇和視頻分割。更高分辨率和更準確的 3D圖像還能提高人臉認證的安全性，更好地保護手機解鎖、移動(dòng)支付以及任何涉及安全交易和訪(fǎng)問(wèn)控制的智能系統。在機器人技術(shù)中，VD55H1為所有目標距離提供高保真 3D 場(chǎng)景圖，以實(shí)現新的和更強大的功能。

意法半導體執行副總裁，影像事業(yè)部總經(jīng)理 Eric Aussedat表示： “創(chuàng )新的VD55H1 3D深度傳感器加強了ST在飛行時(shí)間技術(shù)市場(chǎng)的影響力，并完善了我們的深度傳感技術(shù)組合?，F在，FlightSense? 產(chǎn)品組合包括從單點(diǎn)測距一體式傳感器到復雜的高分辨率 3D 成像器的直接和間接 ToF 產(chǎn)品，可以實(shí)現下一代直觀(guān)智能自主設備?！?/p>

間接飛行時(shí)間 (iToF) 傳感器，例如 VD55H1，是通過(guò)測量反射信號和發(fā)射信號之間的相移來(lái)計算傳感器和物體之間的距離，而直接飛行時(shí)間 (dToF) 傳感器技術(shù)是測量信號發(fā)射出去后反射回到傳感器所用時(shí)間。意法半導體廣泛的先進(jìn)技術(shù)組合使其有能力設計直接和間接高分辨率 ToF 傳感器，并針對特定應用要求提供量身定制的優(yōu)化解決方案。

VD55H1獨有的像素架構和制造工藝，結合意法半導體的40nm 堆疊晶圓技術(shù)，確保低功耗、低噪聲，優(yōu)化裸片面積。與現有VGA 傳感器相比，該芯片的像素數量提高了75%，而且芯片面積更小。

VD55H1傳感器現在向主要客戶(hù)交付樣片測試。量產(chǎn)排在 2022 年下半年。為幫助客戶(hù)加快傳感器功能評測和項目開(kāi)發(fā)，意法半導體還提供參考設計和完整的軟件包。

技術(shù)詳情

iToF 深度成像傳感器VD55H1采用672 x 804 背照式 (BSI) 像素陣列，是業(yè)內同類(lèi)首款產(chǎn)品。

新傳感器的獨特之處是能夠在 200MHz 調制頻率下工作，940nm波長(cháng)解調對比度超過(guò) 85%，深度噪聲是現有的通常工作在 100MHz 左右的傳感器的二分之一。此外，多頻操作、先進(jìn)深度展開(kāi)算法、低像素本底噪聲和高像素動(dòng)態(tài)范圍，確保傳感器的遠距離測距精度出色。深度準確度優(yōu)于 1%，典型精度是距離的 0.1%。

其他功能包括支持高達 120 fps 幀速率并提高運動(dòng)模糊魯棒性的短捕獲序列。此外，包括擴頻時(shí)鐘發(fā)生器 (SSCG) 在內的高級時(shí)鐘和相位管理功能提供多設備干擾抑制和優(yōu)化的電磁兼容性。

在一些流媒體模式下，功耗可以降低到 100mW 以下，有助于延長(cháng)電池供電設備的續航時(shí)間。

意法半導體還為VD55H1開(kāi)發(fā)了一個(gè)消費設備外觀(guān)參考設計，電路板上包含照明系統，還提供一個(gè)配套的全功能軟件驅動(dòng)程序和一個(gè)軟件庫，其中包含一個(gè)與 Android 嵌入式平臺兼容的高級深度圖重構圖像信號處理管道。