瞄準消費應用長尾市場 ST尋求ToF全新市場機遇

從蘋果的iPhone X讓很多人認識了ToF（飛行時間）技術開始，這種特別的距離傳感解決方案就在諸多領域得到了廣泛關注。雖然很多安卓手機廠商對ToF技術淺嘗即止，但這并不妨礙ToF技術在諸多消費電子應用的長尾市場擁有更為明顯的技術優(yōu)勢。ToF產品在消費電子領域應用非常廣泛，從我們平時常見的掃地機器人、智能家居、智能樓宇、智慧工廠、倉儲物流領域都可以用到ToF產品，并且隨著ToF技術的不斷演進和迭代，ToF技術在很多應用領域逐漸展現出其特有的技術優(yōu)勢。

近日，在慕尼黑華南電子展現場，意法半導體（ST）就展示了多項基于ToF技術的消費級應用。據意法半導體圖像傳感器部門產品經理汪鳴明介紹，ToF技術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配備好幾顆ToF，前面配備ToF sensor是用來做避障或者固體識別、障礙物識別和檢測，在側面會有一些ToF Sensor做簡單的地圖測繪的功能。消費領域對ToF技術的需求主要集中在兩個方面，一方面對ToF測試精度的要求越來越高，另一方面使用場景也越來越復雜。作為最主要的ToF技術和方案提供商，針對這些應用需求，ST對產品也進行了更新迭代，比如精度、探測距離、功耗、軟件算法都在不停的迭代。

ST在ToF領域，不管是出貨量、質量還是服務，一直是行業(yè)的領先者。鑒于ToF的感測受到背景和顏色的影響比較大，ST通過開發(fā)自己獨特的軟件算法，確保進行距離檢測時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已經推出了第四代ToF產品，在這一代產品中，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，能夠節(jié)省系統(tǒng)的功耗，從而提升系統(tǒng)的效率，降低系統(tǒng)的綜合成本。在感測距離方面，ST的ToF產品線可以提供的識別范圍從10厘米到目前最遠的8米的距離。而在產品形態(tài)方面，ST擁有自己的封裝產能，因此可以把ToF發(fā)射端的VCSEL和接收端封裝在一個封裝中提供給客戶，并可以做到單點僅4.4×2.4×1.0mm3的微小尺寸。除了這些技術方面的特點外，ST的每一款產品都有完善的開發(fā)套件和軟件包，幫助客戶快速評估性能及可行性，方便用戶快速集成到系統(tǒng)中。汪鳴明特別提到了ST最新產品VL53L7CX，相比于之前的VL53L5CX，其特點是視場角（FOV）可以達到90度，覆蓋范圍更廣，助力用戶應用在更多的使用場景中。并且FOV角度還可以進行編程，客戶可以根據自己的需求編程到所需要的角度。在ToF產品上，ST擁有比較獨特的微鏡片技術，可以使ToF產品在不同的光環(huán)境下有比較強的光性能穩(wěn)定性。

ST的產品迭代充分考慮了消費領域的應用需求，汪鳴明提到，在未來ToF技術的使用場景將會越來越寬泛，并且會保持一個較快增長的趨勢。為此，ST今后的產品規(guī)劃會大致分為兩個方向。一個是提供更高的分辨率給到客戶，以及更復雜的算法，能夠賦予客戶更多的可能性。同時，研發(fā)團隊也是在不停的探索一些新應用場景。另一方面，針對一些探測距離比較遠的使用需求，ST也在規(guī)劃新的產品，比如有在規(guī)劃超過目前能夠達到的最遠探測距離8m以上的產品?；谶@些硬件產品，ST也在積極開發(fā)配套的軟件算法，比如這次展會ST展臺上就展出了基于VL53L5CX的手勢識別的Demo，通過ToF傳感器可以構建一個64個點的矩陣，只要能感覺到其中一定數量的點位的距離變化，就能夠啟動手勢的識別。該系統(tǒng)可以通過不同的手勢動作對開關進行無接觸的控制，并且能夠通過短時間多次手勢，進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這類方案實現無接觸操作。

FlightSense^TM VL53L5CX 8*8多區(qū)域飛行時間傳感器

在本次展會現場，意法半導體除了帶來了ToF的參考解決方案，還展示了基于另一個熱門技術的參考方案，這就是全局快門傳感器。相比于卷簾快門傳感器，全局快門傳感器的特點非常明顯。因為全局快門傳感器所有的像素點在同一時間進行曝光，所以，它可以避免在拍攝一些高速運動的物體時，像行駛中的小汽車，可能會產生一些形變的現象。使用全局快門傳感器，這樣的現象是可以避免的，所以，在一些拍攝高速運動物體的使用場景時，ST推薦用戶選擇全局快門傳感器。

BGA封裝的VD56G3全局快門傳感器

跟ToF一樣，ST在全局快門傳感器領域出貨量也是保持世界領先的地位。汪鳴明非?？春萌挚扉T傳感器的市場發(fā)展，除了在汽車的輔助駕駛系統(tǒng)中可以用來進行駕駛員狀態(tài)監(jiān)測和識別外，在火熱的AI領域中人機交互很多時候都是基于視覺輸入或語音輸入，在視覺輸入的部分為了讓機器能夠達到接近于人的視覺識別，圖像傳感器就是其中很重要的一個關鍵因素。再比如，平常大家見到比較多的像無人機一類的機器視覺的方案，比如防碰撞、地圖測繪；包括現在非?；鸬腁R、VR，全局快門傳感器也可以用在像眼球追蹤、6DOF等方面。針對于消費市場，ST明年會量產兩款新產品，分別是150萬像素的VD56G3和40萬像素的VD55G0。其中150萬像素的VD56G3帶有光流功能，它可以輸出數據信號，能夠表示出同一個特征點在不同幀的畫面中變化運動的趨勢，從而給后端一個直觀的物體運動的信息數據。它的QE值24%@940nm目前在行業(yè)內算是比較高的，處于領先的一個地位。40萬像素的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景。