FlightSense再添新成员,ST第四代ToF可视角度提高一倍

2019-12-03来源: EEWORLD关键字:ToF

根据IHS Markit的统计数据显示,2016年至2018年,由于手机业的发展,CMOS影像及光电市场大幅增长,大部分增幅都在20%以上。


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CMOS影像及光电市场变化


在这份报告中,增长最为亮眼的是两家公司,一家是意法半导体另外一家是ams,增幅均在3倍以上,这两家公司有一点最为相近,那就是把重点都放在了手机相关领域。根据报告显示,从2016年至2018年间,ST的CMOS影像传感器和其他光电产品总营业额增长了3倍以上,并跃居全球第五大供应商。


ST的光电产品主要是为iPhone提供SPAD(单电子雪崩二极管阵列),通常ToF使用标准CMOS图像传感器像元,SPAD使用雪崩光电二极管,以“Geiger模式”对光子计数。
Yole的成像&传感器部门负责人Cambou曾表示:“使用SPAD成像的好处是它的灵敏度非常高。但是分辨率有限,像元大小限制在100微米级是主要问题。”


实际上,ST早已把SPAD技术发扬光大,推出FlightSense ToF产品,单模块中集成了SPAD、环境光传感器以及垂直腔面发射激光器光源。2019年11月26日,ST宣布ToF模块出货量达到10亿颗,高居ToF市场榜首。


日前,ST大中华暨南亚区影像事业部技术市场经理张程怡与ST影像业务部应用及技术经理李咏详细解读了ST在ToF上的布局,以及最新的产品蓝图。


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ST大中华暨南亚区影像事业部技术市场经理张程怡


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ST影像业务部应用及技术经理李咏介绍采用ToF技术的自动对焦投影仪


ST影像事业部的战略规划


ST的影像事业部主要有两大方面的产品,一个是ToF,另外一个则是专用影像CMOS传感器。


张程怡详细解读了影像事业部的战略,那就是瞄准差异化的技术和市场。


首先是ST所具有的差异化专有技术,在法国Crolles的300mm前工序晶圆厂制造SPAD产品。ST对外也提供CIS代工服务,足见公司对于该领域的投入。


ST的ToF产品在法国Crolles的ST 300mm前工序晶圆厂制造,在新加坡拥有EWS晶圆检测厂,封装方面则包括了中国和菲律宾。

除了制造技术之外,ST所关注的重点是差异化的市场和方案。比如ToF中主要专注在接近传感、测距、手势识别与深度图等技术。而在CMOS传感器应用中,重点强调高动态范围与防闪烁成像,全局快门与卷帘快门等特点。

而对于应用来说,ToF主要瞄准手机自动对焦及3D传感,CMOS产品则主要面向HDR与防闪烁图像处理器,以及LiDAR激光雷达等。

张程怡表示,ST拥有自己的SPAD制程技术,相比其他CMOS原理的ToF来说,实现更精准的测距,以及更快,更低功耗。此外,超高集成,小尺寸及符合一级安规等优势。张程怡特别指出,ST的ToF对于光敏感度非常好,哪怕是黑色衣服,吸收了大量的光,ST的ToF依然可以判断出来。

目前,ST已经推出第四代ToF产品,拥有50余家OEM客户,已有超过150余款手机采用了ST的ToF,此外也在其他应用中获得了大量采用,评估套件出货量更是超过了35000套。

张程怡谈到,目前ToF出货量最大的还是拍照手机的需求增加,手机客户也愿意采用新技术来提高产品的差异化。与此同时,其他类型的应用也层出不穷,这对ToF的普及带来了至关重要的作用。

第四代产品显著增加可视角度

根据张程怡的介绍,ST 第四代ToF相比前一代,通过软硬件及光学配套元件的升级,可视角度提升一倍,至61°。可视面积的增加,具有两点好处。首先是可视范围更大,可以应用在大家电、大银幕等区域。其次,是可切割的特性。由于覆盖面积更大,因此可以划分为几个区域,实现更多的组合功能,通过切割成16个有效区域,形成16组深度数据,就可以代表初步的深浅差别变化,实现简单的人像识别功能,同时也可以实现深度图及AR/VR功能。

张程怡特别强调,尽管这是ST的第四代ToF,但是时至今日,前三代产品依然在供货,这主要是由于ST的产品定义的好,无论什么尺寸、特性、功率,都有适合的场景。

ToF的主要作用包括三大方面,一是应用于对焦,包括投影、相机、手机等应用;第二大类是人员检测及人数识别,包括人脸识别机,广告机,笔记本等,帮助设备识别是否有人存在。第三类是物件检验,比如扫地机器人、飞行器的避障等。


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四代产品发展蓝图


FlightSense丰富案例

张程怡介绍了FlightSense几款已经商用的案例,包括在机器人和机器宠物中采用ToF实现与人的互动,障碍物或者沿边与防跌落检测。

而在平板电脑、手机以及笔记本电脑上,ToF可以用作存在检测用,一方面调节屏幕的明暗,另外也可以直接锁定电脑,保障隐私安全。

此外在智能家居及智能玩具应用中,包括台灯、门锁、梳妆镜、洗手池等,都可以使用ToF进行存在检测。ToF的优势包括低功耗、适用于多种盖板材料、不受颜色及材质影响以及满足一级安规等特性。

除了应用案例之外,张程怡还特别介绍了ST的开发套件和生态系统工具,他表示,ST提供ToF的转接板,可以直接插到nucleo开发板上,用户可以直接进行评估或者开发,减少了选型时间。

同时在光学上,ST也提出了相应的参考方案,包括滤光片的搭配,间隙设计等等,加速客户的开发周期。

谈到与红外检测等方法相比,张程怡表示ToF对抗干扰等体验非常好,用户可能只需额外多花一点点成本,就能达到非常好的用户体验,这也是众多商家所希望看到的。同时,和毫米波相比,ToF的成本又相对较低,达到的部分效果可以媲美毫米波雷达,这完全要依赖于客户对自己应用体验的判断。

张程怡表示,目前光学与电子学的结合还处于早期,众多公司都在推类似方案或其他光学方案。在他看来这是好事,只有更多厂商涌入,加速应用开发,才可以使市场发展得更快,技术接受度更高。

关键字:ToF 编辑:冀凯 引用地址:http://news.eeworld.com.cn/MEMS/ic481826.html 本网站转载的所有的文章、图片、音频视频文件等资料的版权归版权所有人所有,本站采用的非本站原创文章及图片等内容无法一一联系确认版权者。如果本网所选内容的文章作者及编辑认为其作品不宜公开自由传播,或不应无偿使用,请及时通过电子邮件或电话通知我们,以迅速采取适当措施,避免给双方造成不必要的经济损失。

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