【儀商網(wǎng)-儀器儀表市場】2019年11月26日,意法半導(dǎo)體官方宣布了其飛行時間(ToF)模塊出貨量達到10億顆的消息。2018年初,意法公布的數(shù)據(jù)是3.5億顆,也就是在18個月時間里,其ToF模塊出貨量完成10億顆。
意法半導(dǎo)體ToF傳感模塊 10億出貨量的消息一公布,ToF傳感器馬上再次引起了關(guān)注,下面我們從技術(shù)及應(yīng)用角度來分析一下ToF傳感器的前景。
ToF傳感器主要應(yīng)用是手機拍照,ToF測距功能帶來的注入接近感應(yīng),快速對焦等功能已經(jīng)成為手機中不可缺少的功能。
ToF技術(shù)原理
ToF(Time of Flight),屬于一種光電產(chǎn)品,利用光轉(zhuǎn)化成電子信號做各類應(yīng)用。ToF有一個發(fā)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(guī),數(shù)字輸出,非模擬值,能夠數(shù)字輸出。它和傳統(tǒng)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(tǒng)紅外對管,客戶自己基本得安一個發(fā)射器和接受器,算出一個模擬值,最后也省不到錢,還累死人。意法半導(dǎo)體 TOF芯片直接給出5厘米、50厘米一定的數(shù)值,客戶就很容易應(yīng)用了,
ToF更大的賣點是高溫度、抗溫度變化,各類室內(nèi)光源、目標物顏色干擾。
ToF產(chǎn)品線的高精度的實現(xiàn),依托于40nmSPAD,SPAD是一個半導(dǎo)體較特殊的光學(xué)制程,它的畫素(像素)能接受的光亮是目前可行性技術(shù)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(xué)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(jīng)開始在工作。
新一代ToF角度拓寬且可以切割
當(dāng)前,隨著蘋果手機入局ToF以及5G技術(shù)的深入應(yīng)用,ToF呈現(xiàn)一種蓄勢待發(fā)的狀態(tài)。為抓住這一發(fā)展浪潮,意法半導(dǎo)體在原有三代產(chǎn)品的基礎(chǔ)之上,將推出一款新的ToF芯片VL53L5。
與以往的三款產(chǎn)品相比,VL53L5實現(xiàn)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(qū)域。具體如下:
一是角度大。ToF產(chǎn)品視場角一般控制在25-27度左右,也結(jié)合發(fā)射功率、接收能力和算法能承受的有效范圍內(nèi),統(tǒng)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(yīng)稍大型一些的產(chǎn)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(yīng)用。
二是實現(xiàn)多區(qū)域,可切割達到16個區(qū)域或更多。VL53L5切割后分成四個區(qū)塊,即四個象限,每個象限可以再有切割,達到16個區(qū)域或更多。以16有效區(qū)域為例,每個區(qū)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(guān)鍵必須是同時給數(shù)字,同一時間數(shù)字全部出來達到多區(qū)塊(multi-zone)。
據(jù)悉,這款新品將于2020年實現(xiàn)量產(chǎn)。
應(yīng)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(huán)境光檢測、反射率檢測、多區(qū)域檢測和3D檢測。
依托上述的功能,ToF有著廣泛的應(yīng)用領(lǐng)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(nóng)業(yè)、智慧醫(yī)療等等。