O primeiro módulo de tempo de voo direto de 64 zonas melhora os detalhes da cena espacial

A STMicroelectronics ampliou seu portfólio de sensores de tempo de voo (ToF) FlightSense com o que afirma ser o primeiro dispositivo de 64 zonas do mundo que divide uma cena em áreas separadas para ajudar um sistema de imagem a construir a compreensão espacial mais detalhada de uma cena.

O novo VL53L5 compreende uma fonte de luz de laser de emissão de superfície de cavidade vertical de 940 nm (VCSEL), um sensor system-on-chip que integra um driver VCSEL, a matriz de recepção de diodos de avalanche de fóton único (SPADs) e um MCU de 32 bits de baixa potência núcleo e acelerador executando firmware sofisticado. Ele mantém a certificação Classe 1 de todos os sensores FlightSense da ST e é totalmente seguro para os olhos para produtos de consumo. Alojado em um módulo em miniatura, o sensor contém elementos ópticos na abertura de recepção que cria 64 zonas de alcance, desbloqueando uma série de novos recursos e casos de uso.

O gerente geral da divisão de imagem da ST, Eric Aussedat, disse:“Oferecendo 64x mais zonas de alcance do que o disponível anteriormente, o VL53L5 oferece uma melhoria radical de desempenho no foco automático a laser, toque para focar, detecção de presença e interfaces de gestos, ajudando os desenvolvedores a criar até aplicativos de imagem mais inovadores. O sensor de tempo de vôo direto VL53L5 FlightSense de várias zonas usa nosso processo de produção SPAD de 40 nm mais avançado para oferecer desempenho de alcance de 4 m excelente e até 64 zonas de alcance que ajudam um sistema de imagem a construir uma compreensão espacial detalhada da cena. ”

A ST disse que a cada nova geração de sua tecnologia de tempo de vôo, ela adicionou melhorias significativas de desempenho de alto valor em uma ampla gama de casos de uso, incluindo detecção de presença humana para controlar a ativação e hibernação de laptops ou monitores e foco automático a laser em algoritmos de foco híbrido para câmeras de smartphone. O recurso de foco automático de seus sensores FlightSense está embutido na maioria das câmeras de smartphone de maior classificação de acordo com o DXOMARK, um benchmark independente que avalia a qualidade da imagem.

O subsistema da câmera é um fator importante na diferenciação do desempenho do smartphone e, dentro da câmera, o foco automático a laser garante foco rápido e preciso em cenas com pouca luz ou ao capturar alvos de baixo contraste. Esses cenários apresentam desafios difíceis para os sistemas de foco automático convencionais. Amplamente adotado pelos principais OEMs de smartphones, o foco automático a laser que incorpora o FlightSense da ST está agora disponível em mais de 150 modelos de telefone.

Embalado em um módulo de 6,4 x 3,0 x 1,5 mm, o VL53L5 integra as lentes de transmissão e recepção no design do módulo e expande o campo de visão (FoV) do módulo para 61 graus na diagonal. Este amplo FoV é especialmente adequado para detectar objetos fora do centro e garantir autofoco perfeito nos cantos da imagem. No caso de uso de 'foco automático a laser', o VL53L5 coleta dados que variam de até 64 zonas em todo o FoV para oferecer suporte ao "toque para focar" e muitos outros recursos. Essa flexibilidade melhora significativamente o desempenho, a conveniência e a versatilidade do smartphone / câmera.

Mais flexibilidade está disponível por meio da matriz SPAD, que pode ser configurada para favorecer a resolução espacial, onde produz todas as 64 zonas a até 15 fps, ou para favorecer a distância máxima de alcance, onde o sensor emite 4 × 4/16 zonas a uma taxa de quadros de 60 fps.

A arquitetura do ST pode calibrar automaticamente cada zona de alcance e a tecnologia de tempo de voo direto permite que cada zona detecte vários alvos e rejeite a reflexão da tampa de vidro. Além disso, a abordagem FlightSense reúne os dados brutos coletados pelo array SPAD e executa o pós-processamento, por meio de um MCU e acelerador integrado e proprietário, antes de transferir os dados de alcance para o host do sistema por meio de um barramento I2C ou SPI. Isso elimina a necessidade de uma interface de câmera específica e um poderoso receptor MCU e garante uma operação de alta qualidade e alto desempenho.

Com um modelo de fabricação verticalmente integrado para seus sensores FlightSense, a ST constrói seus wafers SPAD em um processo de silício proprietário de 40 nm na planta de wafer de 12 "de última geração da empresa em Crolles, França, antes de montar todos os componentes do módulo nas costas do ST -end plantas na Ásia.

O desenvolvimento do cliente com o VL53L5 pode se basear no relacionamento da ST com os principais fornecedores de plataformas de smartphone e PC, já que a ST pré-integrou o sensor nessas plataformas. Drivers de dispositivo Android e Windows também estão amplamente disponíveis para os produtos FlightSense. ST disse que o VL53L5 está em produção em massa com milhões de unidades já enviadas para os principais fabricantes de computadores e sem fio.