瞄准消费应用长尾市场 ST寻求ToF全新市场机遇

从苹果的iPhone X让很多人认识了ToF（飞行时间）技术开始，这种特别的距离传感解决方案就在诸多领域得到了广泛关注。虽然很多安卓手机厂商对ToF技术浅尝即止，但这并不妨碍ToF技术在诸多消费电子应用的长尾市场拥有更为明显的技术优势。ToF产品在消费电子领域应用非常广泛，从我们平时常见的扫地机器人、智能家居、智能楼宇、智慧工厂、仓储物流领域都可以用到ToF产品，并且随着ToF技术的不断演进和迭代，ToF技术在很多应用领域逐渐展现出其特有的技术优势。

近日，在慕尼黑华南电子展现场，意法半导体（ST）就展示了多项基于ToF技术的消费级应用。据意法半导体图像传感器部门产品经理汪鸣明介绍，ToF技术在一些特定应用中具有比较明显的优势，比如目前主流的扫地机器人可能会配备好几颗ToF，前面配备ToF sensor是用来做避障或者固体识别、障碍物识别和检测，在侧面会有一些ToF Sensor做简单的地图测绘的功能。消费领域对ToF技术的需求主要集中在两个方面，一方面对ToF测试精度的要求越来越高，另一方面使用场景也越来越复杂。作为最主要的ToF技术和方案提供商，针对这些应用需求，ST对产品也进行了更新迭代，比如精度、探测距离、功耗、软件算法都在不停的迭代。

ST在ToF领域，不管是出货量、质量还是服务，一直是行业的领先者。鉴于ToF的感测受到背景和颜色的影响比较大，ST通过开发自己独特的软件算法，确保进行距离检测时测量精度更少地受到被测试物体的颜色、反射率的影响。目前ST已经推出了第四代ToF产品，在这一代产品中，ST增加了叫做Ultralow Power的超低功耗模式功能，使得在不影响性能表现的同时，能够节省系统的功耗，从而提升系统的效率，降低系统的综合成本。在感测距离方面，ST的ToF产品线可以提供的识别范围从10厘米到目前最远的8米的距离。而在产品形态方面，ST拥有自己的封装产能，因此可以把ToF发射端的VCSEL和接收端封装在一个封装中提供给客户，并可以做到单点仅4.4×2.4×1.0mm3的微小尺寸。除了这些技术方面的特点外，ST的每一款产品都有完善的开发套件和软件包，帮助客户快速评估性能及可行性，方便用户快速集成到系统中。汪鸣明特别提到了ST最新产品VL53L7CX，相比于之前的VL53L5CX，其特点是视场角（FOV）可以达到90度，覆盖范围更广，助力用户应用在更多的使用场景中。并且FOV角度还可以进行编程，客户可以根据自己的需求编程到所需要的角度。在ToF产品上，ST拥有比较独特的微镜片技术，可以使ToF产品在不同的光环境下有比较强的光性能稳定性。

ST的产品迭代充分考虑了消费领域的应用需求，汪鸣明提到，在未来ToF技术的使用场景将会越来越宽泛，并且会保持一个较快增长的趋势。为此，ST今后的产品规划会大致分为两个方向。一个是提供更高的分辨率给到客户，以及更复杂的算法，能够赋予客户更多的可能性。同时，研发团队也是在不停的探索一些新应用场景。另一方面，针对一些探测距离比较远的使用需求，ST也在规划新的产品，比如有在规划超过目前能够达到的最远探测距离8m以上的产品。基于这些硬件产品，ST也在积极开发配套的软件算法，比如这次展会ST展台上就展出了基于VL53L5CX的手势识别的Demo，通过ToF传感器可以构建一个64个点的矩阵，只要能感觉到其中一定数量的点位的距离变化，就能够启动手势的识别。该系统可以通过不同的手势动作对开关进行无接触的控制，并且能够通过短时间多次手势，进行更为复杂的指令操作，这种应用非常适合很多不适合直接接触的短距离控制应用，甚至目前疫情下的部分电梯控制都可以通过这类方案实现无接触操作。

FlightSense^TM VL53L5CX 8*8多区域飞行时间传感器

在本次展会现场，意法半导体除了带来了ToF的参考解决方案，还展示了基于另一个热门技术的参考方案，这就是全局快门传感器。相比于卷帘快门传感器，全局快门传感器的特点非常明显。因为全局快门传感器所有的像素点在同一时间进行曝光，所以，它可以避免在拍摄一些高速运动的物体时，像行驶中的小汽车，可能会产生一些形变的现象。使用全局快门传感器，这样的现象是可以避免的，所以，在一些拍摄高速运动物体的使用场景时，ST推荐用户选择全局快门传感器。

BGA封装的VD56G3全局快门传感器

跟ToF一样，ST在全局快门传感器领域出货量也是保持世界领先的地位。汪鸣明非常看好全局快门传感器的市场发展，除了在汽车的辅助驾驶系统中可以用来进行驾驶员状态监测和识别外，在火热的AI领域中人机交互很多时候都是基于视觉输入或语音输入，在视觉输入的部分为了让机器能够达到接近于人的视觉识别，图像传感器就是其中很重要的一个关键因素。再比如，平常大家见到比较多的像无人机一类的机器视觉的方案，比如防碰撞、地图测绘；包括现在非常火的AR、VR，全局快门传感器也可以用在像眼球追踪、6DOF等方面。针对于消费市场，ST明年会量产两款新产品，分别是150万像素的VD56G3和40万像素的VD55G0。其中150万像素的VD56G3带有光流功能，它可以输出数据信号，能够表示出同一个特征点在不同帧的画面中变化运动的趋势，从而给后端一个直观的物体运动的信息数据。它的QE值24%@940nm目前在行业内算是比较高的，处于领先的一个地位。40万像素的VD555G0，它的尺寸非常小，只有6.5平方毫米，适合一些对空间要求非常高的使用场景。