光的速度是30萬公里/秒,，光跑1米的距離大約是3納秒,，1納秒是10的負九次方秒。在納秒級的時間內(nèi),，利用光發(fā)射,、發(fā)射后的時間差，結(jié)合光的速度,，實現(xiàn)精確測距,， ST FlightSense就是采用了這一技術(shù)原理。
利用光子飛行時間精確測距
意法半導(dǎo)體影像產(chǎn)品部技術(shù)市場經(jīng)理張程怡表示：“我們這個東西之所以叫做測距,，因為它利用了光子旅行的時間,，乘上光速得到一個距離。一般常提到的問題,，光速太玄妙了,，光子旅行的時候又太玄妙了，但物理的世界,、科技的世界就能把過去這些中學(xué)書本上讀到的內(nèi)容再落實到具體的生活上,。”
意法半導(dǎo)體影像產(chǎn)品部技術(shù)市場經(jīng)理張程怡
張程怡形象的說：“我們技術(shù)的優(yōu)勢,，也就是利用光發(fā)射到物體以后反彈回來,。因為它算的是時間差，所以它能夠克服大部分環(huán)境光的干擾,。以黑色,、白色表示為例的話，即便回來的光子的數(shù)量是不同的,，但是它的時間是一樣的,。我經(jīng)常用一個比喻，假設(shè)現(xiàn)在回到舊社會,，我現(xiàn)在派出100個兵去偵查,，結(jié)果90個給擊斃了，只回來10個人,。還有一種情況是我派出100個兵去偵查,，10個被擊斃,，回來90個。他們?nèi)サ降牡胤绞且粯拥?，只是回來的人?shù)不同,。如果我是用回來的數(shù)量計算的話，有些人會說遠,，有些人會說近,，那么一定是不準確的。而我如果利用這些人折返時間計算,，就會得出正確結(jié)論,，兩者的答案就會一致?！?/p>
ST的FlightSense技術(shù)的突出優(yōu)勢就是可以快速地實現(xiàn)真實距離測量,，這與目標(biāo)大小、顏色和發(fā)射率無關(guān),。近期發(fā)生過一起特斯拉自動駕駛死亡事故,，事故原因就是特斯拉的傳感器沒能夠正確識別大面積白色的卡車車廂釀成了慘劇。
產(chǎn)品進化到第二代
ST FlightSense傳感模塊已經(jīng)發(fā)展到了第二代,，第一代產(chǎn)品是VL6180X,，40cm的測試范圍。第二代產(chǎn)品是VL53L0X,，最長測距是200cm,。
VL53L0X精確度在±3%范圍內(nèi)。測量速度較上一代產(chǎn)品更快,，測距時間不足30ms,；更高能效，正常工作模式下功耗僅20mW,，待機功耗只有5μA,。封裝尺寸為2.4mm x 4.4mm x 1mm，在市面上同類產(chǎn)品中最小,。
此外,，第二代產(chǎn)品和第一代相比還有一項關(guān)鍵性的改變就是調(diào)整了激光的波長，由于光的特性轉(zhuǎn)變,，讓器件進一步減少環(huán)境光的干擾,。內(nèi)部激光器改為發(fā)射940nm波長非可見光，不傷害眼睛,，消除了與其它紅外接近檢測傳感器發(fā)射紅光分散人們注意力的問題,，增強了對外部光源的抗干擾性能。
記者了解到,，目前市面上在售的許多高端手機已經(jīng)采用了FlightSense作為激光輔助自動對焦,，原因是該技術(shù)不僅能夠區(qū)分目標(biāo)物體的橫向或縱向移動，以及物體與手機攝像頭之間的距離,。同時傳感器內(nèi)部可以完成測距計算,，通過I2C總線接口輸出數(shù)據(jù)，因而對系統(tǒng)主控制器的需求降至最低,。
張程怡表示：“結(jié)合在移動和非移動市場出貨量,，ST FlightSense 已經(jīng)是世界第一的ToF解決方案?！?/p>
適應(yīng)多種創(chuàng)新界面
目前FlightSense最主要的應(yīng)用領(lǐng)域是手機的激光輔助自動對焦,，但是從長期來看，它的應(yīng)用可以更多,，有龐大的想象空間,。
VL53L0X的感測能力可以支持各種功能，包括各種創(chuàng)新用戶界面的手勢感測或接近檢測,；掃地機器人等家電的墻壁探測,、懸崖探測、碰撞探測,；衛(wèi)浴產(chǎn)品,，例如：水龍頭、皂液器,、干手機和沖洗器,；其它目標(biāo)應(yīng)用包括筆記本電腦用戶存在檢測或電源開關(guān)監(jiān)控器、無人機和物聯(lián)網(wǎng)(IoT)產(chǎn)品,。
張程怡向記者展示了一種擦窗機器人上的應(yīng)用,，擦窗機器人在邊角上裝了兩個FlightSense傳感模塊，每當(dāng)擦窗機器人到了玻璃邊緣或者超出其行動范圍的縫隙的時候,，它利用傳感模塊測量到機器人和玻璃之間距離的變化會采取緊急剎停的措施,，并轉(zhuǎn)換擦窗方向。
在現(xiàn)場,，張程怡還展示了兒童學(xué)習(xí)機,，F(xiàn)lightSense傳感模塊作用是當(dāng)小朋友距離學(xué)習(xí)機過近的時候報警并對屏幕鎖定，防止距離過近傷害兒童眼睛,。
為了方便客戶開發(fā),，VL53L0X隨產(chǎn)品配送軟件API (應(yīng)用編程接口)以及完整的技術(shù)文檔和例程源代碼。開發(fā)人員可以使用X-NUCLEO-53L0A1擴展板,，連接STM32 Nucleo系列微控制器開發(fā)板,，評估VL53L0X的產(chǎn)品性能。