瞄準消費應用長(cháng)尾市場(chǎng) ST尋求ToF全新市場(chǎng)機遇

從蘋(píng)果的iPhone X讓很多人認識了ToF（飛行時(shí)間）技術(shù)開(kāi)始，這種特別的距離傳感解決方案就在諸多領(lǐng)域得到了廣泛關(guān)注。雖然很多安卓手機廠(chǎng)商對ToF技術(shù)淺嘗即止，但這并不妨礙ToF技術(shù)在諸多消費電子應用的長(cháng)尾市場(chǎng)擁有更為明顯的技術(shù)優(yōu)勢。ToF產(chǎn)品在消費電子領(lǐng)域應用非常廣泛，從我們平時(shí)常見(jiàn)的掃地機器人、智能家居、智能樓宇、智慧工廠(chǎng)、倉儲物流領(lǐng)域都可以用到ToF產(chǎn)品，并且隨著(zhù)ToF技術(shù)的不斷演進(jìn)和迭代，ToF技術(shù)在很多應用領(lǐng)域逐漸展現出其特有的技術(shù)優(yōu)勢。

近日，在慕尼黑華南電子展現場(chǎng)，意法半導體（ST）就展示了多項基于ToF技術(shù)的消費級應用。據意法半導體圖像傳感器部門(mén)產(chǎn)品經(jīng)理汪鳴明介紹，ToF技術(shù)在一些特定應用中具有比較明顯的優(yōu)勢，比如目前主流的掃地機器人可能會(huì )配備好幾顆ToF，前面配備ToF sensor是用來(lái)做避障或者固體識別、障礙物識別和檢測，在側面會(huì )有一些ToF Sensor做簡(jiǎn)單的地圖測繪的功能。消費領(lǐng)域對ToF技術(shù)的需求主要集中在兩個(gè)方面，一方面對ToF測試精度的要求越來(lái)越高，另一方面使用場(chǎng)景也越來(lái)越復雜。作為最主要的ToF技術(shù)和方案提供商，針對這些應用需求，ST對產(chǎn)品也進(jìn)行了更新迭代，比如精度、探測距離、功耗、軟件算法都在不停的迭代。

ST在ToF領(lǐng)域，不管是出貨量、質(zhì)量還是服務(wù)，一直是行業(yè)的領(lǐng)先者。鑒于ToF的感測受到背景和顏色的影響比較大，ST通過(guò)開(kāi)發(fā)自己獨特的軟件算法，確保進(jìn)行距離檢測時(shí)測量精度更少地受到被測試物體的顏色、反射率的影響。目前ST已經(jīng)推出了第四代ToF產(chǎn)品，在這一代產(chǎn)品中，ST增加了叫做Ultralow Power的超低功耗模式功能，使得在不影響性能表現的同時(shí)，能夠節省系統的功耗，從而提升系統的效率，降低系統的綜合成本。在感測距離方面，ST的ToF產(chǎn)品線(xiàn)可以提供的識別范圍從10厘米到目前最遠的8米的距離。而在產(chǎn)品形態(tài)方面，ST擁有自己的封裝產(chǎn)能，因此可以把ToF發(fā)射端的VCSEL和接收端封裝在一個(gè)封裝中提供給客戶(hù)，并可以做到單點(diǎn)僅4.4×2.4×1.0mm3的微小尺寸。除了這些技術(shù)方面的特點(diǎn)外，ST的每一款產(chǎn)品都有完善的開(kāi)發(fā)套件和軟件包，幫助客戶(hù)快速評估性能及可行性，方便用戶(hù)快速集成到系統中。汪鳴明特別提到了ST最新產(chǎn)品VL53L7CX，相比于之前的VL53L5CX，其特點(diǎn)是視場(chǎng)角（FOV）可以達到90度，覆蓋范圍更廣，助力用戶(hù)應用在更多的使用場(chǎng)景中。并且FOV角度還可以進(jìn)行編程，客戶(hù)可以根據自己的需求編程到所需要的角度。在ToF產(chǎn)品上，ST擁有比較獨特的微鏡片技術(shù)，可以使ToF產(chǎn)品在不同的光環(huán)境下有比較強的光性能穩定性。

ST的產(chǎn)品迭代充分考慮了消費領(lǐng)域的應用需求，汪鳴明提到，在未來(lái)ToF技術(shù)的使用場(chǎng)景將會(huì )越來(lái)越寬泛，并且會(huì )保持一個(gè)較快增長(cháng)的趨勢。為此，ST今后的產(chǎn)品規劃會(huì )大致分為兩個(gè)方向。一個(gè)是提供更高的分辨率給到客戶(hù)，以及更復雜的算法，能夠賦予客戶(hù)更多的可能性。同時(shí)，研發(fā)團隊也是在不停的探索一些新應用場(chǎng)景。另一方面，針對一些探測距離比較遠的使用需求，ST也在規劃新的產(chǎn)品，比如有在規劃超過(guò)目前能夠達到的最遠探測距離8m以上的產(chǎn)品?；谶@些硬件產(chǎn)品，ST也在積極開(kāi)發(fā)配套的軟件算法，比如這次展會(huì )ST展臺上就展出了基于VL53L5CX的手勢識別的Demo，通過(guò)ToF傳感器可以構建一個(gè)64個(gè)點(diǎn)的矩陣，只要能感覺(jué)到其中一定數量的點(diǎn)位的距離變化，就能夠啟動(dòng)手勢的識別。該系統可以通過(guò)不同的手勢動(dòng)作對開(kāi)關(guān)進(jìn)行無(wú)接觸的控制，并且能夠通過(guò)短時(shí)間多次手勢，進(jìn)行更為復雜的指令操作，這種應用非常適合很多不適合直接接觸的短距離控制應用，甚至目前疫情下的部分電梯控制都可以通過(guò)這類(lèi)方案實(shí)現無(wú)接觸操作。

FlightSense^TM VL53L5CX 8*8多區域飛行時(shí)間傳感器

在本次展會(huì )現場(chǎng)，意法半導體除了帶來(lái)了ToF的參考解決方案，還展示了基于另一個(gè)熱門(mén)技術(shù)的參考方案，這就是全局快門(mén)傳感器。相比于卷簾快門(mén)傳感器，全局快門(mén)傳感器的特點(diǎn)非常明顯。因為全局快門(mén)傳感器所有的像素點(diǎn)在同一時(shí)間進(jìn)行曝光，所以，它可以避免在拍攝一些高速運動(dòng)的物體時(shí)，像行駛中的小汽車(chē)，可能會(huì )產(chǎn)生一些形變的現象。使用全局快門(mén)傳感器，這樣的現象是可以避免的，所以，在一些拍攝高速運動(dòng)物體的使用場(chǎng)景時(shí)，ST推薦用戶(hù)選擇全局快門(mén)傳感器。

BGA封裝的VD56G3全局快門(mén)傳感器

跟ToF一樣，ST在全局快門(mén)傳感器領(lǐng)域出貨量也是保持世界領(lǐng)先的地位。汪鳴明非?？春萌挚扉T(mén)傳感器的市場(chǎng)發(fā)展，除了在汽車(chē)的輔助駕駛系統中可以用來(lái)進(jìn)行駕駛員狀態(tài)監測和識別外，在火熱的AI領(lǐng)域中人機交互很多時(shí)候都是基于視覺(jué)輸入或語(yǔ)音輸入，在視覺(jué)輸入的部分為了讓機器能夠達到接近于人的視覺(jué)識別，圖像傳感器就是其中很重要的一個(gè)關(guān)鍵因素。再比如，平常大家見(jiàn)到比較多的像無(wú)人機一類(lèi)的機器視覺(jué)的方案，比如防碰撞、地圖測繪；包括現在非?；鸬腁R、VR，全局快門(mén)傳感器也可以用在像眼球追蹤、6DOF等方面。針對于消費市場(chǎng)，ST明年會(huì )量產(chǎn)兩款新產(chǎn)品，分別是150萬(wàn)像素的VD56G3和40萬(wàn)像素的VD55G0。其中150萬(wàn)像素的VD56G3帶有光流功能，它可以輸出數據信號，能夠表示出同一個(gè)特征點(diǎn)在不同幀的畫(huà)面中變化運動(dòng)的趨勢，從而給后端一個(gè)直觀(guān)的物體運動(dòng)的信息數據。它的QE值24%@940nm目前在行業(yè)內算是比較高的，處于領(lǐng)先的一個(gè)地位。40萬(wàn)像素的VD555G0，它的尺寸非常小，只有6.5平方毫米，適合一些對空間要求非常高的使用場(chǎng)景。