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ST的ToF模塊產品突破10億大關,手機照相貢獻最大

汽車玩家 ? 來源:集微網 ? 作者:慕容 ? 2019-12-12 14:24 ? 次閱讀

隨著ToF在手機等領域應用的日趨火熱,也帶動上游半導體企業ToF產品的熱銷。近日,意法半導體(ST)對外公布,其公司的ToF模塊產品出貨量已累計突破10億大關。

而實現10億大關,并不是單一產品的銷量,是ST ToF產品線的累計銷量。“不像汽車或其他時尚的產品,有了新款就會棄用舊用,我們的上一代可能還有人關注。我們在規劃每一代產品中,考慮了應用的特殊面向。ST第一款ToF產品于2016年推出,至今三代產品同時存在,各自都有比較好的市場,這也使我們能夠累積出比較不錯的成績。”意法半導體大中華暨南亞區影像事業部技術市場經理張程怡指出。據了解,對ToF10億大關貢獻最大的是手機照相。意法半導體大中華暨南亞區影像事業部技術市場經理張程怡告訴《集微網》記者:“ST ToF最顯著的應用是在手機照相上,幾年下來累計約150款手機應用了我們的ToF方案。大家去年買的、今年買的、明年買的手機有可能就是應用了ST的ToF傳感器。”

ToF技術原理

ToF(Time of Flight),屬于一種光電產品,利用光轉化成電子信號做各類應用。ToF有一個發射器,碰到物件反射回來算時間差,時間差×光速=距離測量值。

ToF尺寸小,因為它是一級安規,數字輸出,非模擬值,能夠數字輸出。它和傳統紅外對管做法靠強度仿真模擬值的原理和效果都不同,若用這類傳統紅外對管, 客戶自己基本得安一個發射器和接受器,算出一個模擬值,最后也省不到錢,還累死人。ST TOF 芯片直接給出5厘米、50厘米絕對數值,客戶就很容易應用了,

ToF更大的賣點是高溫度、抗溫度變化,各類室內光源、目標物顏色干擾。

ToF產品線的高精度的實現,依托于40nm SPAD,SPAD是一個半導體較特殊的光學制程,它的畫素(像素)能接受的光亮是目前可行性技術上最大的,也就是比CMOS的sensor更強大的光接收能力。此外,ToF不是一般的封裝,而是采用比較特殊的光學封裝。

同時,它是一種快速的低功耗,其940nm是人眼不可見的紅外線。這意味著器件在用戶完全沒有看到的時候,已經開始在工作。

新一代ToF角度拓寬且可以切割

當前,隨著蘋果手機入局ToF以及5G技術的深入應用,ToF呈現一種蓄勢待發的狀態。為抓住這一發展浪潮,ST在原有三代產品的基礎之上,將推出一款新的ToF芯片VL53L5。

與以往的三款產品相比,VL53L5實現了幾方面的突破:一是角度大,擴展至61度;二是可切割,達到16個區域。具體如下:

一是角度大。張程怡指出,ToF產品視場角一般控制在25-27度左右,也結合發射功率、接收能力和算法能承受的有效范圍內,統籌出FOV(視場角) 25-27度左右的有效距離。通過軟硬件上的提升,目前角度整個能夠達到60度。60度有兩個好處:一方面涵蓋范圍更大,特別適合對應稍大型一些的產品, 如大家電,大銀幕等;另一方面,這個大角度也可以編程,若用不上這么大的角度,客戶可以編程取到所需要的角度,目前最大60度,往下有很多編程的方式可以做客戶的應用。

二是實現多區域,可切割達到16個區域或更多。VL53L5切割后分成四個區塊,即四個象限,每個象限可以再有切割,達到16個區域或更多。以16有效區域為例,每個區域都能獨立輸出它的測距,這代表了初步的深度的變化。多深度的關鍵必須是同時給數字,同一時間數字全部出來達到多區塊(multi-zone)。“16個數字是不同的,通過這16個數字的變化就可以做到手勢的移動了。穩定的手勢識別在過去大家比較困擾,手勢怎么識別,其實往3D的路上這件事情就會水到渠成的實現了。”張程怡分析道。

據悉,這款新品將于2020年實現量產。

應用集中在對焦和檢測

ToF的功能主要包括:測距、存在檢測、接近檢測、環境光檢測、反射率檢測、多區域檢測和3D檢測。

依托上述的功能,ToF有著廣泛的應用領域。主要包括:手機、電腦、家用機器人智能家電、智能門鎖、門禁、運輸、貨架、自動售貨機、智慧建筑、智慧農業、智慧醫療等等。

為此ToF的應用主要分為三大類,張怡程指出:

一是應用于對焦。照相是一種對焦,因為可以準確得到距離;投影儀是一種對焦,因為對著墻來投影,通常設計比較高端一點的照相系統或投影系統。

二是人的檢測。現在的智能系統,比如進高鐵機場的閘機還不夠完善,還需要人員操作,當這個事情持續推廣下去,人在一米處系統就會啟動,不管是刷臉、刷指紋,系統會非常流暢,不被遮擋、程序性的做這件事情;更先進的有人臉識別機、廣告機,當人過來的時候進行啟動。

三是物件的檢驗。最典型的是掃地機器人的避障。張怡程指出:“如何對障礙物檢驗、沿邊等,以及向前走、向右轉,使用的不止一個芯片,是多芯片串聯的做法。”

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