第一个 64 区直接飞行时间模块改进了空间场景细节

STMicroelectronics 扩展了它的 FlightSense 飞行时间 (ToF) 传感器产品组合，据称这是世界上第一个 64 区设备，可将场景分成不同的区域，以帮助成像系统构建对场景最详细的空间理解。

新型 VL53L5 包括 940nm 垂直腔面发射激光器 (VCSEL) 光源、集成 VCSEL 驱动器的片上系统传感器、单光子雪崩二极管 (SPAD) 接收阵列和低功耗 32 位 MCU内核和加速器运行复杂的固件。它保留了所有 ST FlightSense 传感器的 1 级认证，并且对消费类产品而言是完全人眼安全的。该传感器安装在一个微型模块中，在接收孔径中包含光学元件，可创建 64 个测距区，解锁大量新功能和用例。

ST 成像部门总经理 Eric Aussedat 表示：“VL53L5 提供的测距区域比以前多 64 倍，在激光自动对焦、触摸对焦、存在检测和手势界面方面提供了根本性的性能改进，同时帮助开发人员创建甚至更多创新的成像应用。多区域 VL53L5 FlightSense 直接飞行时间传感器采用我们最先进的 40nm SPAD 生产工艺，可提供出色的 4m 测距性能和多达 64 个测距区域，帮助成像系统构建对场景的详细空间理解。”

ST 表示，随着其每一代飞行时间技术的推出，它在广泛的用例中都增加了显着的高价值性能改进，包括人体存在检测以控制笔记本电脑或显示器的唤醒和休眠以及激光自动对焦智能手机相机的混合对焦算法。根据评估图像质量的独立基准 DXOMARK，其 FlightSense 传感器的自动对焦功能已嵌入到大多数排名最高的智能手机相机中。

相机子系统是区分智能手机性能的主要因素，在相机内，激光自动对焦可确保在低光场景或捕捉低对比度目标时快速、准确地对焦。这些场景对传统的自动对焦系统提出了严峻的挑战。嵌入 ST 的 FlightSense 的激光自动对焦已被领先的智能手机原始设备制造商广泛采用，现已在 150 多种手机型号中发货。

VL53L5 封装在 6.4 x 3.0 x 1.5 毫米模块中，将发射和接收镜头集成到模块设计中，并将模块的视场 (FoV) 扩展到 61 度对角线。这种宽视场特别适合检测偏离中心的物体并确保在图像的角落实现完美的自动对焦。在“激光自动对焦”用例中，VL53L5 收集整个 FoV 中多达 64 个区域的数据，以支持“触摸对焦”和许多其他功能。这种灵活性显着提高了智能手机/相机的性能、便利性和多功能性。

通过SPAD阵列可以获得更大的灵活性，它可以设置为支持空间分辨率，以高达15fps的速度输出所有64个区域，或支持最大测距距离，其中传感器以帧速率输出4×4/16个区域60fps。

ST 的架构可以自动校准每个测距区域，直接飞行时间技术允许每个区域检测多个目标并拒绝来自盖板玻璃的反射。此外，FlightSense 方法收集由 SPAD 阵列收集的原始数据，并通过专有的嵌入式 MCU 和加速器执行后处理，然后通过 I2C 或 SPI 总线将测距数据传输到系统主机。这消除了对特定相机接口和功能强大的接收器 MCU 的需求，并确保了高质量、高性能的操作。

凭借其 FlightSense 传感器的垂直集成制造模式，ST 在该公司位于法国 Crolles 的最先进的 12 英寸晶圆厂中采用 40 纳米专有硅工艺制造其 SPAD 晶圆，然后在 ST 的背面组装所有模块组件-亚洲的终端工厂。

使用 VL53L5 进行客户开发可以建立在 ST 与主要智能手机和 PC 平台供应商的关系之上，因为 ST 已将传感器预先集成到这些平台上。 Android 和 Windows 设备驱动程序也广泛用于 FlightSense 产品。 ST 表示 VL53L5 已投入量产，已向领先的无线和计算机制造商出货数百万台。